高考物理课标版一轮复习考点规范练23电场能的性质

考点规范练23电场能的性质一、单项选择题1.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为零,点A处的电势为6V,点B处的电势为3V,则电场强度的大小为()A.200V/m B.200V/mC.100V/m D.100V/m2.(2017·广西柳州模拟)如图所示,分别在M、N两点固定放置两个点电荷+Q和q(Q>q),以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。下列说法正确的是()A.A点和B点电场强度相同B.C点和D点电场强度相同C.将某正电荷从C点沿直线移到D点,电势能先增大再减小D.将某正电荷从C点沿直线移到D点,电势能先减小再增大3.如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹,带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减少,它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是()4.带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,则从a到b过程中,下列说法正确的是()A.粒子带负电荷 B.粒子先加速后减速C.粒子加速度一直增大 D.粒子的机械能先减小后增大二、多项选择题5.如图所示,真空中M、N处放置两等量异种点电荷,a、b、c表示电场中的3条等势线,b是M、N连线的中垂线,交M、N于O点,a、c关于b对称。点d、e、f、g是以O为圆心的圆与a、c的交点,已知一带正电的试探电荷从d点移动到e点时,试探电荷的电势能增加,则以下判断正确的是()A.M点处放置的是正电荷B.d点的电势低于f点的电势C.d点的电场强度与f点的电场强度相同D.将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到f点,电势能先增加后减少6.如图所示,在某电场中画出了三条电场线,C点是A、B连线的中点。已知A点的电势为φA=30V,B点的电势为φB=20V,则下列说法正确的是()A.C点的电势φC=5VB.C点的电势φC>5VC.C点的电势φC<5VD.负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能7.如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷+Q、Q,图中O是两电荷连线中点,a、b两点与+Q的距离相等,c、d是两电荷连线垂直平分线上的两点,bcd构成一等腰三角形,a、e两点关于O点对称。则下列说法正确的是()A.a、b两点的电势相同B.a、e两点的电场强度相同C.将电子由c沿cd边移到d的过程中电场力做正功D.质子在b点的电势能比在O点的电势能大8.如图甲,直线MN表示某电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的vt图象如图乙所示,设a、b两点的电势分别为φa、φb,电场强度大小分别为Ea、Eb,粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb,不计重力,则有()A.φa>φb B.Ea>Eb C.Ea<Eb D.Wa>Wb9.如图所示,在xOy坐标系中,x轴上关于y轴对称的A、C两点固定等量异种点电荷+Q、Q,B、D两点分别位于第二、四象限,ABCD为平行四边形,边BC、AD分别与y轴交于E、F,以下说法正确的是()A.E、F两点电势相等B.B、D两点电场强度相同C.试探电荷+q从B点移到D点,电势能增加D.试探电荷+q从B点移到E点和从F点移到D点,电场力对+q做功相同10.(2017·课标全国Ⅰ)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是()A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3三、非选择题11.如图所示,在O点放置一个正电荷,在过O点的竖直平面内的A点处自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m,电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线所示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,∠BOC=30°,A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点的速度为v,重力加速度为g,试求:(1)小球通过C点的速度大小;(2)小球由A到C的过程中电势能的增加量。12.如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点。(1)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;(2)D点到B点的距离xDB;(3)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能。##考点规范练23电场能的性质1.A解析匀强电场的电场线与等势面都是平行、等间距排列的,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降低,取OA中点C,则C点电势为3V,连接BC即为电场中的一条等势线,作等势线的垂线,即电场的电场线,E==200V/m。2.C解析由于Q>q,A点处电场线比B点处电场线密,A点电场强度大于B点电场强度,故A错误;由于电场线关于MN对称,C、D两点电场线疏密程度相同,则C点电场强度大小等于D点电场强度大小,但方向与两个电荷的连线不平行,电场强度的方向不同,故两点电场强度不相同,B错误;由图象知O点电势大于C点电势,故将某正电荷从C点移到O点,电场力做负功,电势能增大,从O点移到D点,电场力做正功,电势能减小,故C正确、D错误。3.D解析由于带电粒子只受电场力的作用,而且运动过程中电势能逐渐减少,可判断电场力做正功,即电场力方向与粒子速度方向夹角为锐角,且电场力方向沿着电场线指向轨迹凹侧,故D项正确。4.D解析粒子受到的电场力沿电场线方向,故粒子带正电,故A错误;由图象知粒子受电场力向右,所以先向左减速运动后向右加速运动,故B错误;从a点到b点,电场力先做负功,再做正功,电势能先增大后减小,动能先减小后增大,根据电场线的疏密知道场强先变小后变大,故加速度先减小后增大,C错误,D正确。5.BC解析:因正电荷由d到e电势能增加,说明电场力做负功,则电势升高,故e点电势高于d点电势,则N点为正电荷,故A错误。由以上分析知,N点为正电荷,其电场线由正电荷到负电荷且与等势面垂直,所以由电场线判断d点的电势低于f点的电势,故B正确。由于电场强度是矢量,据等量异种电荷电场的对称性知,d点和f点的电场强度大小和方向都相同,即电场强度相同,故C正确。将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到f点,电场力的方向与运动方向夹角大于90°,电场力做负功,其电势能一直增加,故D错误。6.CD解析从电场线的分布情况可以看出φAφC>φCφB,所以有φC<5V,C正确,A、B错误;因为负电荷在电势高的地方电势能较小,所以D正确。7.BD解析a、b两点虽然关于+Q对称,但是由于Q的影响,两点的电势并不相等,故A项错误;a、e两点的合电场强度大小相等,且方向相同,故B项正确;c、O、d在一条等势线上,故电子从c点移到d点电场力不做功,C项错误;b点电势高于O点的电势,则质子在b点的电势能大,故D项正确。8.BD解析电场线为直线,带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放,那么一定沿着电场力的方向运动,故电场强度的方向向左,b点的电势高,选项A错误;由vt图象的斜率表示粒子运动的加速度,可知粒子运动的加速度越来越小,故b点的电场强度小,Ea>Eb,选项B正确,C错误;电场力做正功,电势能减小,选项D正确。9.ABD解析等量异种点电荷+Q、Q连线的垂直平分线是一条等势线,所以y轴是一条等势线,E、F的电势相等,故A正确;根据电场线的分布情况和对称性可知,B、D两点电场强度相同,故B正确;根据顺着电场线电势降低可知,B点的电势高于D点的电势,而正电荷在电势高处电势能大,所以试探电荷+q从B点移到D点,电势能减小,故C错误;由以上分析可知,B、E间的电势差等于F、D间的电势差,根据电场力做功公式W=qU得知+q从B点移到E点和从F点移到D点,电场力对+q做功相同,故D正确。10.AC解析由题图知,ra∶rb∶rc∶rd=1∶2∶3∶6,电场强度E=k,故Ea∶Eb=4∶1,A项正确。Ec∶Ed=4∶1,故B项错误。根据Uab=φaφb,由题图知,Uab∶Ubc∶Ucd=3∶1∶1,由做功Wab=qUab,故Wab∶Wbc=3∶1,C正确。Wbc∶Wcd=1∶1,D项错误。11.解析(1)因B、C两点电势相等,小球由B到C只有重力做功,由动能定理得mgR·sin30°=mv2解得vC=。(2)由A到C应用动能定理得WAC+mgh=0解得WAC=mgh=mv2+mgRmgh由电势能变化与电场力做功的关系得ΔEp=WAC=mghmv2mgR。答案(1)(2)mghmv2mgR12.解析(1)设带电体通过C点时的速度为vC,依据牛顿第二定律有mg=m,解得vC=2.0设带电体通过B点时的速度为vB,设轨道对带电体的支持力大小为FB,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有FBmg=m。带电体从B运动到C的过程中,依据动能定理有mg×2R=联立解得FB=6.0N,根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力FB'=6.0N。(2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,根据运动的分解有2R=gt2,x