课时作业-电场能的性质答案教师版

1、课时作业电场能的性质答案、选择题1.关于静电场，以下结论普遍成立的是（）A.电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C.在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零解析：在静电场中，电势沿着电场线逐渐降低，场强方向是电势降低最快的方向,场强的大小与电场线分布疏密有关，故A项错误、C项正确.电场中两点间的电势差既与场强有关又与距离有关，B项错误.场强为零的一点到场强为零的另一点间的电势差不一定为零，故电场力做功不一定为零，D项错.答案：C2.将一正电荷从

2、无限远处移入电场中M点，电场力做功量的负电荷从电场中 N点移向无限远处，电场力做功W= 6X10 9J,假设将一个等W= 7X10 9 J ,则 M N两点的电势（）M、巾N,有如下关系（() M () N () M0() N (j) M () N0W解析：对正电何 6 3 一（j） M= 一q对负电何 （）N （j） coW.即一qI W一 w,（）3=0,且q和q土匀大于。，则答案：C3. （2012年阜阳模拟）如下图，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于 M N两点.M处正电荷的电荷量大于 N处正电荷的电荷量，A、B为M N连线的中垂线上的两点.现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到 B

3、点，在此过程中，以下说法正确的选项是（）q的电势能逐渐减小q的电势能逐渐增大C q的电势能先增大后减小D. q的电势能先减小后增大 TOC o 1-5 h z 解析：负电荷从A到B的过程中，电场力一直做负功，电势能增大，所以A、C、D均错，B对.答案：B4.a、b、c、d是匀强电场中的四个点.它们正好是一个矩形的20T四个顶点.电场线与矩形所在平面平行.已知a点的电势为从ic24V20V,b点的电势为24V,d点的电势为4V,如下图.由此可知A.4VB.8VC.12VD.24V解析：连接bd,因Ubd=20V,可将bd等分为5份，找到4个等分点e、f、g、h,由于6e=20V,a、e等势，由对

4、称关系可知h点与c点电势相等，即（H=8V.答案：B.如下图，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止.在物块的运动过程中，以下表述正确的选项是（）A.两个物块的电势能逐渐减少B.物块受到的库仑力不做功C.两个物块的机械能守恒D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力解析：两物块之间的库仑力对两物块均做正功，电势能减少，A对、B错；两物块的重力势能不变，动能先增后减，故机械能不守恒，C错；物块先加速后减速，故库仑力先大于摩擦力，但随着距离的增大，库仑力逐渐减小，故后阶段摩擦力大于库仑力，D错.答案：A.如下图，AR。C为同一竖直

5、平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C在以O为圆心的圆周（用虚线表示）上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L,在O点固定放置一带负电的小球.现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b,先将小球a穿在细杆上，让其从A点由静止开始沿杆下滑，后使b从A点由静止开始沿竖直方向下落.各带电小球均可视为点电荷，则以下说法中正确的选项是（）A.从A点到C点，小球a做匀速运动B.小球a在C点的动能小于小球b在B点的动能C.从A点到C点，小球a的机械能先增大后减小，但机械能与电势能之和不变D.小球a从A点到C点的过程中电场力做的功大于小球b从A点到B点的过程中电场力做的功解析：小球a在运动过程中做变

6、速运动，A错；由于RC两点在同一等势面上，故2B和A-C电场力做功相同，但ZC重力做功多，故C点的动能大，B错误、D错误；小球a在A-C的过程中电场力先做正功后做负功，由功能关系可以得出机C正确.械能先增加后减少，机械能与电势能之和不变,答案：C7.空间有平行于纸面的匀强电场.一电荷量为一q的质点（重力不计），在产恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N,如右图所示，已知力F和MN司夹角为0,MN间距离为d,则（）MNW点的电势差为Fdcos6qB.匀强电场的电场强度大小为“cos6qC.带电小球由M运动到N的过程中，电势能减少了Fdcos0D.假设要使带电小球由N向M做匀速直线运动，则F必须

7、反向解析：由于带电质点做匀速直线运动，故电场力与拉力F大小相等，方向相反，故F一，WMn TOC o 1-5 h z 场强大小E=一.带电小球由M到N,电场力做功W-Fdcos0,故电势差口后q-qFdcos上,而电势能是增加的，故A对,B、c错.假设要使带电小球由n向M做匀速直线运动，F和电场力仍平衡，故D错.答案：A（2012年蚌埠模拟）如下图，在两等量异种点电荷的电场中，川MNK;两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电?:荷的连线，且a和c关于MN寸称、b点位于MN,d点位于gy.i.J两电荷的连线上.以下判断正确的选项是（）!b点场强大于d点场强用b点场强等于d点场强a、

8、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能解析：如下图，两电荷连线的中点位置用O表示，在中垂线Md：b日MNI,O点场强最大，在两电荷之间的连线上，O点场强最小，1*即EvEO,EO Eb() A(j)B解析：由题图可知，正电荷速度越来越小，变化越来越慢即加速度越来越小，所受电场力越来越小，故日8，A对；受电场力方向与运动方向相反，可知电场强度方向由A,电势()AV()B,C对。答案：AC16.如图2所示,AB CD为一圆的两条直径且相互垂直，0点为圆心。空间存在一未知静电场,方向与圆周所在平面平行。C点，电势能减少了C点运动到B点,存在的静电场可

9、能是现让一电子先从 A点运动至电势能增加了Epo那么此空间A.匀强电场，方向垂直于AB由O点指向B.匀强电场，方向垂直于AB由C点指向C.位于O点的正点电荷形成的电场D.位于D点的负点电荷形成的电场与AB垂直，方向由C指向0,故A错，B对；假设电场是由位于0点的正点电荷形成的,因为 0A= 0B= 0C则() A= (j) B= (j) C,故C错；假设电场是由位于D点的负点电荷形成的,解析：由题知，WC=-eUxC,为正功，故LAc0,即(J)a(J)c,又因从A至C再到B,WAB为等势面，电场方向电=0,所以()A=(j)B,故(j)A=(j)B(j)C,假设电场为匀强电场，则因为 DA=

10、 DB DC所以(j)A=(j)B WC.两次移动电荷电场力都做负功，并且W= WD.两次移动电荷电场力都做负功，并且WW图3解析：根据等量异号电荷形成电场的特点可知：+q电荷从O到D和从C到E电场力均做正功；由于O电平均电场强度比CE段平均电场强度大，所以UbDULee,故WW。答案：B5所示。以下图5.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图说法中正确的选项是（）O点的电势最低X2点的电势最高Xi和一Xi两点的电势相等xi和X3两点的电势相等解析：由题图像知，O点两侧电场强度方向相反，因电场强度的方向沿x轴，故O点可x2点电势都不是能电势最低，也可能电势最高，A选项不正

11、确；xi、x2、x3三点在同一电场线上，由沿电场线方向电势逐渐降低可知，无论O点右侧电场强度沿x轴向右还是向左,最高，xi、x3两点的电势也不相等，故BD不正确；由题图像，电场强度在O点两侧对称,故xi、一xi两点的电势相等，C正确。答案：C图8.如图8所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即LL=Uc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、RQ是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上,A.三个等势面中，c的电势最低 TOC o 1-5 h z 据此可知（）带电质点在P点的电势能比在Q点的小C.带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的

12、小D.带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b解析：根据题意画出电场线、粒子在P处的受力方向如下图，可知电场线应垂直等势线由c经b至a,所以a点电势最低，选项A错误；粒子由P经R至Q的过程中，电场力对其做正功，带电质点的电势能降低，B选项错误；由于质点运动过程中只有电场力做功，所以质点的电势能与动能之和保持不变，C选项错误；根据电场线与电场强度的几何关系可知，D选项正确。答案：D20.空间某一静电场的电势巾在x轴上分布如下图，x轴上B、C两点的电场强度在x方向上的分量分别是&x、Eck以下说法中正确的有（）Ebx的大小大于日的大小Ebx的方向沿x轴正方向C.电荷在O点受到的电场力在X方向上的分

13、量最大D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功【解析】此题的入手点在于如何判断Ebx和Ex的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强电场，用匀强电场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质有较为全面的理解.在B点和C点附近分别取很小的一段d,由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有E=可见皿&A项正确；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小,C项错误；沿电场方向电势降低，在 O点左侧，Eb的方向沿x轴负方向，在 项正确.O点右侧,Ex的方向

14、沿x轴正方向，所以 B项错误，D【答案】AD21.如下图，长为L、倾角为e的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+q、质量为m的小球以初速度 V0从斜面底端A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为V0.重力加速度为g,则以下说法正确的选项是（）A.A、B两点间的电压一定等于 叫3B.小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能C.假设电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mgqD.假设该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷【解析】小球从A点移到B点，根据动能定理有：qUmglsin0=0可知A正确；小球从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减小，B错误；假

15、设是匀强电场，场强沿斜面向上时具有最小值，无最大值，C错误；D选项中应为负电荷.【答案】A22.在真空中的光滑绝缘水平面上有一带电小滑块；开始时滑块静止.假设在滑块所在空间加一水平匀强电场Ei,持续一段时间后立即换成与Ei相反方向的匀强电场日当电场E与电场Ei持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能Ek.在上述过程中，Ei对滑块的电场力做功为W,冲量大小为Ii；巳对滑块的电场力做功为W,冲量大小为以则（）I1=I24Ii=12W&,WEW&,WE一0+viviV2【解析】根据si=-2-1,S2=2-t=si得出速率的关系V2=2vi,从而得出E=3Ei,也可通过vt图象求解.【答案】

16、C. 一个带电荷量为一q、质量为m的小球从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑,小球恰能通过半径为 R的竖直圆形轨道的最高点 B而做圆周运动.现在竖直方向上加如下图的匀强电场，且电场强度满足 mg= 2qE.假设仍从A点由静止释放该小球，则（）A.小球仍恰好过B点B.小球不能过B点C.小球能过B点，且在B点与轨道之间压力不为 0D.以上说法都不对【解析】依题有:12vBmghT= 21mB+2mgR mg= mR,同理可得:1,(mg- qE) h = 2mv2+2( mg- qBR mg-qE= nv5- R所以小球仍恰好过 B点，即选项A正确.如下图，L为竖直固定的光滑绝缘杆，杆上O点套有一

17、质量为 m带电荷量为一q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷，杆上 a、b两点到+ Q的距离相等，Oa间的距离为hi, ab间的距离为h2.使小环从图示位置的率为，砺.则以下说法正确的选项是 （）A.小环通过 b点的速率为.g（3hi+2h2）B.小环从O到b,电场力做的功可能为零C.小环在Oa之间的速度是先增大后减小D.小环在ab之间的速度是先减小后增大O点由静止释放后，小环通过a的速心:.飞1212.【解析】a、b两点等势，小环从 a滑洛到b时，根据动能te理有 mgh=2mv2mv,解出Vb=也（3+2卜2），小环在Oa之间的合外力做正功，速度一直增大，小环在ab之间运动时，合力

18、先做功；后电场力做负功，而重力做正功，合力做功不能确定，只有A正确.图 6216图 6-2-18（2012赣州模拟）如图6-218所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹.小球在a点的动能等于20eV,运动到bc点为零势点，则当这个带电小球的电势能等于一6eVH（不计重力和空气阻力），它的动能等于（）B. 14 eVA.16eVWb= 18 eV,则从a到b电势能增 a点电势能1=12 eV,又由动C.6eVD.4eV【解析】从a到b由动能定理可知，电场力做功加量AEab=18eV,由等势面特点及c点为零势点可知:能和电势能之和不

19、变可判断B正确.【答案】B图6219图6-2-20（2012南昌模拟）一带电粒子射入一固定的点电荷的电场中，沿如图6220所示的虚线由a点运动到b点.a、b两点到点电荷的距离分别为ra和rb且rarb.假设不计重力，则（）A.带电粒子-一定带正电B.库仑力先做正功后做负功C.带电粒子在b点的动能小于在a点的动能D.带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能【解析】由带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子与场源电荷电性相同，但场源电荷的电性未知，故A错；带电粒子运动过程中，先是力与速度的夹角为钝角，然后是力与速度的夹角为锐角，故库仑力先做负功后做正功，B错；带电粒子由a到b的整个过程是克服电场力做功，动

20、能应当减少，故带电粒子在b点的动能小于在a点的动能，C正确；由动能和电势能之和守恒可知，带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能，D对.【答案】CD图 6-2-2127.（2012潍坊模拟）在如图6221所示的等量同种负电荷连线的中垂线上有ARC三点，AO=OC从A点无初速度释放一带负电的粒子.则（）A.粒子将沿AB连线做变加速运动，且一定有加速度aAaBB.粒子将沿AB连线做变加速运动，且一定有电势（）b（）aC.粒子将由A向B方向运动，且在A点的电势能高于在B点的电势能D.粒子将在AC间做往复运动【解析】带负电的粒子在A点受到的电场力竖直向上，故粒子将沿AB连线向上加速运动，电场力做正功，

21、电势能减少，故C正确，D错误；因沿BA方向电势降低，故（）baga,B正确，但是沿AB方向电场强度是变化的，无法确定何处粒子受电场力最大，故也无法确定粒子在AB两点的加速度大小关系，A错误.【答案】BC28. （2011 江门模拟）如图6 2 23所示,缘水平面上的 O点. 的连线向甲运动，到另一个电荷量为+q、质量为B点时的速度减小到最小为一个电荷量为一 Q的点电荷甲，固定在绝m的点电荷乙，从 A点以初速度V0沿它们 v.已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为B间距离为L0及静电力常量为k,则以下说法正确的选项是（与气O20BA图6-2-23A.点电荷甲在B点处的电场强度大小为 上mg qB.Q

22、 B间的距离为C.在点电荷甲形成的电场中，A B间电势差Ub=D.从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为q1212WW= 2mV- mV【解析】点电荷乙到点处产生的电场强度大小为B点时的速度最小，此时有静电力F= qE=E= F=mg A项正确；设O B间的距离为q qw mg点电荷甲在BR在B点有kQq=mg则Q B间的距离R=-粤*所以B项正确；从A到B的过程中，由功能关系得 w m 1gqlAB-(1 mgL= 1mV 1V,则电场力对点电荷乙做的功为WW= qUB= mgL+ gmVgmV, A、1 2 1 2mgL+2mV mVB间电势差UAb=,则C、D项错误.q【答案】AB2

23、9. 2012 河南洛阳统考静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为6 a的点运动至电势为的点，假设带电粒子在 a、b两点的速率分别为 Va、Vb,不计重力，则带电粒子的电荷量与质量之比q/ m为（v! Vb)V2 VV2 V22Vb 一C- D.(P b 一 (p a(p b 一 (p a1q解析：由电势差公式以及动能定理得W= qUb=q（ J）a- ）b）=-n（V2-Va）,可得比荷m=V2 V25-一7一，A项正确.2（）a 一 （）b答案：A30.2012南昌调测如下图，一带电量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37。的光滑面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰好处

24、于静止状态.某时刻，电场强度突然减小为原来,1的,，则从该时刻起，物块下滑距离为L时的动能为（已知：sin37=0.6,cos37=0.8）（）mgLB.0.8mgLC.0.5mgLD.0.3mgL根据题意可知，物块受到的电场力水平向右，对物块受力分析如下图，由受力分析可 3 一一、，一一 1知，物块受到的电场力为F=mgan37。= 4mg假设电场强度变为原来的物块下滑过程，一八、一，1，、一一, 一人中根据动能定理，有 EUBDD.电势差UAaUBc解析：由题给的等势线为同心圆可知场源为位于圆心处的点电荷，越靠近点电荷，电场强度越大，所以电子沿AC运动时受到的电场力越来越大，选项A错；由电

25、子只在电场力作用下由A向C运动时速度越来越小，可知电场力做负功，电子势能越来越大，选项B正确;电子所受电场力方向沿CA方向，即电场方向沿AC方向，场源点电荷为负电荷，电势A点最高，C点最低，选项C正确；由A到C电场强度增加，因为B为AC中点.所以Ub科mg所以物块将沿x轴负方向加速，跨过O点之后在摩擦力作用下减速，最终停止在O点左侧某处，设该点距。点距离为x2,则2一m（2x1+x2）=02mv02解之得x2=0.2m。答案：在。点左侧距。点0.2m处图6225（16分）（2012金华,g拟）如图6-2-25所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A,其电荷量Q=+4

26、X10-3C,场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为小=,其中k为静电力常量，r为空问某点到场源电荷A的距离.现有一个质量为m=0.1kg的带正电的小球B,它与A球间的距离为a=0.4m,此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源电荷A形成的电场中具有的电势能的表达式为Ep=kQq,其中r为A与B之间的距离.另一质量为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落，落在小球B上立刻与小球B粘在一起以2m/s的速度向下运动,它们到达最低点后又向上运动，向上运动到达的最高点为P(取g=10m/s2,k=9X109Nm2/C2).求：(1)小球C与小球B碰撞前的速度V0的大小？小球B的电荷量q为多少？(2)小球C与小球B一起向下运动的过程中，最大速度为多少？1【解析】(1)小球C自由下落H时获得速度V0,由机械能守恒得：mgH=/2mv0解彳vv0=12gH=4m/s小球B在碰撞前处于平衡状态，对B球由平衡条件得：mg= kqQ代入数据得:C 9LO1X8-4- 9产(2)设当B和C向下运动的速度最大为vm时，与A相距x,对B和C整体,由平衡条件得：2mg=kQq代入数据得：x=0.28m由能量守恒得：1义2mv2+kQq+2mga=1义2mvim+2mgx+kQq2a2x代入数据得vm=2.16m/s.【答案】X109C(2)2.16m/smA和(2