6、第2讲电场能的性质

1、课下限时集训（时间：40分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分）1 关于静电场，下列说法正确的是 （）A .电势等于零的物体一定不带电B .电场强度为零的点，电势一定为零C.同一电场线上的各点，电势一定相等D 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加解析：选D 电场中某点电势是否为零与电场强度的大小及物体是否带电无关，A、B错沿电场线的方向电势降低，同一电场线上各点，电势不会相等，C错；负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，D对。（2012海南高考）如图1,直线上有 0、a、b、c四点，ab间的距离与be间的距离相等。在O点处有固定点电荷。已知 b点

2、电势高于e点电势。若一带负电荷的粒子仅在电场 力作用下先从e点运动到b点，再从b点运动到a点，则（）-* Oa b c图1A .两过程中电场力做的功相等B .前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C.前一过程中，粒子电势能不断减小D .后一过程中，粒子动能不断减小解析：选C 因为b点电势高于e点电势，所以电场线方向由b指向e,因此在O处的固定点电荷带正电，负电荷从e点运动到b点，再从b点运动到a点，电场力总是做正功，电势能不断减小，动能不断增大，前一过程中电场力小于后一过程的电场力，所以前一过程电场力做的功小于后一过程电场力做的功，因此只有C正确。（2013泉州质检）如图2所示，在x

3、Oy坐标系中以 0为中心的椭圆上有 a、b、c、d、e五个点，现在其一个焦点 f处固定一正点电荷，则下列判断正确的是（）图2A . c、e两点的电场强度相同a点的电势比b点的电势高一负电荷在d点时的电势能大于在 a点时的电势能D 将一正电荷由e点沿eabc移到c点，所受电场力先做正功再做负功，但总功为零解析：选De、e两点的电场强度大小相等，方向不同，分别沿fc、fe方向，选项 A错误；离正点电荷越近的点电势越高，a点离f远，故选项B错误；负电荷在电势越高的位置其电势能越小，a点电势低于d点电势，故负电荷在 d点时的电势能小于在 a点时的电势 能，选项C错误；将一正电荷由 e点沿ea移到a点的

4、过程中，所受电场力做正功，由a点沿abc移到c点的过程中，所受电场力做负功，由于c、e两点等电势，故整个过程中电场力做功为零。（2012苏北四市三调）某导体置于电场后周围的电场分布情况如图3所示，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点。下列说法错误的是（）图3A . A点的电场强度小于 B点的电场强度A点的电势高于 B点的电势将负电荷从 A点移到B点，电场力做正功D 将正电荷从 A点移到C点，电场力做功为零解析：选C 电场线的疏密表示电场强度的大小，A处电场线比B处稀疏，所以选项 A正确；在同一等势面上电势相等且沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以A点的电势高于B点的电势

5、，选项 B正确；将负电荷从 A点移到B点，电场力做负功，选项 C错误；A点、 C点在同一个等势面上，将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零，选项 D正确。（2012天津高考）两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图4中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用。则粒子在电场中（）+10 V-10 V图4A .做直线运动，电势能先变小后变大B .做直线运动，电势能先变大后变小C.做曲线运动，电势能先变小后变大D .做曲线运动，电势能先变大后变小解析：选C 根据电场线与等势面垂直,带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入

6、电场在纸面内飞行，受到向上的电场力作用， 粒子在电场中做曲线运动，静电力先做正功后做负功，电势能先变小后变大，选项C正确。（2013 宁六校联考）如图5所示，在水平方向的匀强电场中，绝缘细线的一端固定 在O点，另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动，小球所受的电场力大小等于 重力大小，比较a、b、c、d这四点，小球（）图5A .在最高点a处动能较其他三点都小B .在最低点c处重力势能最小C 在水平直径右端 b处机械能最大D在水平直径左端 d处总能量最大解析：选BC 带正电的小球在竖直平面内做圆周运动，仅有电场力和重力做功，由功能关系可知，小球在 b点电场力做功最多，小球的机械能最大，故C

7、正确；小球在c点重力做功最多，小球的重力势能最小，故B正确；由能的转化和守恒定律可知，小球的总能量不变，故 D错误；由等效力场可知，可以把电场力和重力等效成一个恒力F，它的方向与电场线成45角向下，小球在ad圆弧的中点e时，恒力F指向圆心，小球的动能最小，a、 d两点关于e点对称。小球在 a、d两点的动能相同，故 A错误。如图6中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC丄BC, / ABC = 60 , |BC|= 20 cm。把一个电荷量q= 10一5 C的正电荷从A移到B,电场力做功为零；从 B移到C,电场力 做功为一.73X 10 J,则该匀强电场的电场强度大小和方向是（）图6A . 86

8、5 V/m，垂直AC向左865 V/m，垂直AC向右1 000 V/m，垂直 AB斜向上1 000 V/m，垂直 AB斜向下解析：选D 把电荷从A移到B电场力不做功，说明A、B两点必位于同一个等势面上。题中指明匀强电场，等势面应为平面，且电场强度方向应垂直等势面，可见，A、B不正确,可先排除。根据电荷从 B移到C的做功情况，得 B、C两点电势差Wbc 1.73 X 10 3UBc=-q-=带V = 173 V即B点电势比C点电势低173 V，因此，电场强度方向必垂直AB斜向下，其大小UCB_ Ucb Ucb173E= V= |BC|sin 60 =3 V/m 1 000 V/m。0.2X 专b

9、的电势为零，且相邻两个等势面间的电势差相等,一个带正电的粒子在A点时的动能为10 J,在电场力作用下从&如图7所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面A运动到B速度为零，当这个粒子的动能为7.5 J时，其电势能为（）图7A. 12.5 JC. 0B. 2.5 JD. 2.5 J解析：选D 由动能定理知带电粒子到达 b处的动能为5 J,带电粒子只受电场力，动能与电势能之和不变。由于等势面b的电势为零，带电粒子在b处电势能为零，Ek+ Ep= 5 Jo 当 Ek = 7.5 J 时，Ep= 2.5 J,故 D 正确。（2013 东潍坊一模）如图8所示，在足够大的光滑绝缘水平面内有一带正电的

10、点电 荷a（图中未画出），与a带同种电荷的质点 b仅在a的库仑力作用下，以初速度 v（沿MP方由M点运动到N点，至U N点时速度大小为 v,且vV0,则（图8A . a电荷一定在虚线 MP下方b电荷在M点、N点的加速度大小可能相等b电荷在M点的电势能小于在 N点的电势能b电荷从M点到N点的过程中，a电荷对其做的总功为负值解析：选ACD 合外力应指向轨道凹侧，因为带同种电荷，a电荷一定在虚线 MP下方，故A对；由VW。可知，电荷b从M到N电场力对其做负功，选项 C、D对，故N点 距点电荷a近，b电荷在M点的加速度小于在 N点的，故B错。（2013陕西宝鸡二模）如图9所示，虚线A、B、C为某电场中

11、的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线 A、C的交点，带电粒子只受电场力，则下列说法正确的是（）A .粒子可能带负电B .粒子在P点的动能大于Q点动能C.粒子在P点电势能大于粒子在 Q点电势能D .粒子在P点受到电场力大于 Q点受到的电场力解析：选B由等势线与电场线垂直可画出电场线，确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧，粒子在 P点的动能大于在 Q点的动能，选项 B正确；由于带电粒子只受电场 力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变。根据A、B、C三条等势线的电势分别为3 V、5V、7V，可确定电场线方向偏向左侧，粒子带

12、正电，粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，选项 A、C错误；由于P点所在处等差等势面疏，电场强度小，所以粒子在P点受到电场力小于 Q点受到的电场力，选项 D错误。二、非选择题（本题共2小题，共40分）_ 6（20分）有一带电荷量q= 3X 10C的点电荷，从电场中的 A点移到B点时，克 服静电力做功6X 104 J,从B点移到C点时静电力做功9X 104 J。求：（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？若以B点为电势零点，则 A、C两点的电势各为多少？点电荷在A、C两点的电势能各为多少？解析：（1）设AB、BC、CA间电势差分别为 Uab、Ubc、Uca则WabUab= q =M46X 10

13、 -6 V = 200 V3X 106WbcUbc= wt=49X 106 V = 300 V3X 10 6Uca= Uac= (Uab + Ubc)= 100 V(2)U ab= g帕=200 V , U bc=帕一忆=300 V若 帕=0，贝U $a= 200 V , ()c = 300 V TOC o 1-5 h z 64A 点电势能 E$a= gq = 200 X ( 3X 10-)J= 6X 10- J64同理 E h= (fcq = 300 X ( 3X 10 ) J= 9X 10 J。答案：(1)200 V 300 V 100 V44(2)200 V 300 V 6 X 10 J 9 X 10 J(20分)长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图10所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时，小球到达 B点速度恰好为零。试求：图10AB两点的电势差 Uab；匀强电场的电场强度大小；小球到达B点时，细线对小球的拉力大小。解析：(1)小球下落过程中重力和电场力做功，由动能定理得:mgLsin 60 半 UABq= 03