状元之路届高考物理一轮复习 62电场能的性质同步检测试题Word格式文档下载.docx
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B．A、B两点电势相等
C．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功
D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
根据等量异种点电荷电场特点，A、B两点电场强度相同，A、B两点电势不相等，选项A正确，B错误；
将一正电荷从A点移到B点，电场力做正功，选项C错误；
负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，选项D错误．
A
3.[2012·
重庆卷]空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图22－3所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则（ ）
图22－3
A．P、Q两点处的电荷等量同种
B．a点和b点的电场强度相同
C．c点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a到c，电势能减少
根据电场线与等势线垂直得：
必有一条电场线与P、Q连线重合，P为正电荷，故该电场线必从P沿直线指向Q，因电场线总是由正电荷指向负电荷，故P、Q电荷为等量异种电荷，A选项错误；
电场强度是矢量，a、b两处电场强度方向不同，B选项错误；
因越靠近正电荷，电势越高，故c点电势高于d点电势，C选项错误；
根据等势线的分布及P、Q的电性，c所在的等势线电势高于a所在等势线的电势，负电荷从a到c，电场力做正功，电势能减少，D选项正确．
D
4．如图22－4所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动．设斜面足够长，则在Q向上运动过程中（ ）
图22－4
A．物块Q的动能一直增大
B．物块P、Q之间的电势能一直增大
C．物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大
D．物块Q的机械能一直增大
电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，由题意知电场力对Q做了正功，故Q电势能减少，根据除重力外（或弹力），其余外力做正功，则机械能增加（反之减少），可知D选项正确．
5．（多选题）如图22－5甲是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如图22－5乙所示，则以下说法中正确的是（ ）
图22－5
A．A、B两点的电场强度是EA＜EB
B．A、B两点的电势是φA＞φB
C．负电荷q在A、B两点的电势能大小是EpA＞EpB
D．此电场一定是负电荷形成的电场
由vt图知，负电荷q做加速度增大的减速运动，故所受电场力变大，电场强度变大，EB＞EA，A对；
又因电场力的方向在（a）图中向左，故电场线的方向为A→B，则φA＞φB，B正确；
又Ep＝qU，对负电荷q，EpA＜EpB，C错；
根据电场线的方向和电场强度的特点知，此电场一定是负电荷形成的电场，D对．
ABD
6．[2014·
张掖市诊断考试]如图22－6所示，等边三角形ABC处在匀强电场中，其中电势φA＝φB＝0，φC＝φ（φ>
0），保持该电场的大小和方向不变，让等边三角形以A点为轴在纸面内顺时针转过30°
，则此时的B点电势为（ ）
图22－6
A.
φ B.
φ C．－
φ D．－
φ
由φA＝φB＝0知AB连线为一等势线，UCA＝φ，电场方向垂直AB向左转动后B点到达D点，如图22－7所示：
图22－7
设三角形边长为a，则匀强电场的场强为E＝
＝
，
转动后UAD＝Easin30°
，再由UAD＝φA－φD，可得：
φD＝－
φ，所以C正确．
7．（多选题）[2014·
广东省广州市测试]如图22－8，在正点电荷Q形成的电场中，AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧．正点电荷q沿A→B→C→D→A移动，则该电荷q（ ）
图22－8
A．沿BC运动时不受电场力作用
B．沿DA运动时电场力不做功
C．在B点时的电势能比在D点时小
D．在A点时受到的电场力比在C点时小
在电场中，正点电荷不论怎么运动都受电场力，选项A错误．DA弧是等势面，选项B正确．沿电场线方向电势降低，正点电荷在电势高处电势能大，选项C正确．电场线密处电场强度大，该正点电荷所受的电场力也大，选项D错误．
BC
B组 能力提升
8．[2014·
辽宁省五校联考]某导体置于电场后周围的电场分布情况如图22－9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22－9
A．A点的电场强度小于B点的电场强度
B．A点的电势高于B点的电势
C．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
A点所在位置的电场线分布比B点稀疏，说明A点的电场强度小于B点的电场强度，选项A说法正确；
因为沿着电场线方向，电势逐渐降低，本题中电场线从A点所在等势面指向B点所在等势面，所以A点的电势高于B点的电势，选项B说法正确；
将负电荷从电势较高的A点移到电势较低的B点，该负电荷的电势能增大，电场力做负功，选项C说法错误；
A点和C点的电势相等，所以将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零，选项D说法正确．本题答案为C.
9．[2014·
陕西省西安市长安区一中模拟]在光滑的水平面内有一沿x轴的静电场，其电势φ随x坐标值的变化图线如图22－10所示．一质量为m、带电荷量为q的带正电小球（可视为质点）从O点以初速度v0沿x轴正向移动．下列叙述正确的是（ ）
图22－10
A．若小球能运动到x1处，则该过程小球所受电场力逐渐增大
B．带电小球从x1运动到x3的过程中，电势能先减小后增大
C．若该小球能运动到x4处，则初速度v0至少为2
D．若v0为2
，带电粒子在运动过程中的最大速度为
在0到x1段，电势增加越来越缓慢，因此电场强度减小，故小球受电场力减小，A错误；
从x1到x2电势越来越低，由于小球带正电荷，因此小球的电势能越来越小，B错误；
从0到x1，当初速度最小时，到达x1处速度恰好等于零，根据动能定理，－φ0q＝0－
mv
，可知初速度v0＝
，只要能越过x1位置就一定能到达x4处，因此C错误；
到达x3处动能最大，在从0到x4运动过程中，根据动能定理，φ0q＝
mv2－
，将初速度v0＝2
代入得v＝
，D正确．
图22－11
10．[2014·
河北省保定市月考]如图22－11所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则下列判断正确的是（ ）
A．金属块带负电荷
B．金属块克服电场力做功8J
C．金属块的电势能减少4J
D．金属块的机械能减少12J
设电场力对金属块做功为W，根据动能定理有W－24J－8J＝12J，可得W＝－4J，即金属块克服电场力做功4J，电势能增加4J，选项B、C错误；
电场力做负功，金属块肯定带正电，选项A错误；
机械能的减少量等于克服摩擦力做的功和克服电场力做功之和，所以金属块的机械能减少12J，选项D正确．
图22－12
11．在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6.0×
105N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q＝－5.0×
10－8C、质量m＝1.0×
10－2kg的绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v0＝2.0m/s，如图22－12所示．求物块最终停止时的位置．（g取10m/s2）
物块先在电场中向右减速，设运动的位移为x1，由动能定理得：
－（qE＋μmg）x1＝0－
所以x1＝
代入数据得x1＝0.4m
可知，当物块向右运动0.4m时速度减为零，因物块所受的电场力F＝qE＝0.03N＞Ff＝μmg＝0.02N，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O点距离为x2，则对全过程由动能定理得
－μmg（2x1＋x2）＝0－
.
解之得x2＝0.2m.
在O点左侧距O点0.2m处
图22－13
12．一匀强电场，场强方向是水平的（如图22－13所示），一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差．
设电场强度为E，小球带电量为q，因为小球做直线运动，它所受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线如图22－14所示，所以mg＝qEtanθ
图22－14
由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为a＝
设从O点到最高点的位移为x，根据运动学公式有v
＝2ax运动的水平位移为x′＝xcosθ
从O点到最高点的过程中，电场力做负功，电势能增加，小球在最高点与O点的电势能之差为：
ΔEp＝qEx′
联立以上五式，解得：
ΔEp＝
cos2θ.
mv
cos2θ
图22－15
13．[2014·
福建省龙岩市质检]如图22－15所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×
104N/C，现有质量m＝0.20kg、电荷量q＝8.0×
10－4C的带电体（可视为质点），从A点由静止开始运动，已知sAB＝1.0m，带电体与轨道AB、CD的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．求：
（取g＝10m/s2）
（1）带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度；
（2）带电体最终停在何处．
（1）设带电体到达C点时的速度为v，由动能定理得：
qE（sAB＋R）－μmgsAB－mgR＝
mv2
解得v＝10m/s.
（2）设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，由动能定理得：
－mgh－μqEh＝0－
解得h＝
m.
在最高点，带电体受到的最大静摩擦力Ffmax＝μqE＝4N，
重力G＝mg＝2N
因为G<
Ffmax
所以带电体最终静止在与C点的竖直距离为
m处．
（1）10m/s
（2）与C点的竖直距离为
m处
C组 难点突破
14．（多选题）如图22－16所示是模拟净化空气过程的两种设计方案．含灰尘的空气密闭在玻璃圆筒（圆筒的高和直径相等）内.第一种方案：
在圆筒顶面和底面加上电压U，沿圆筒的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒运动方向如图甲所示；
第二种方案：
圆筒轴线处放一直导线，在导线与筒壁间也加上电压U，形成沿半径方向的辐向电场，尘粒运动方向如图乙所示．已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比，即f＝kv（k为一定值），假设每个尘粒的质量和电荷量均相同，重力不计．关于两种方案，下列说法正确的是（ ）
图22－16
A．尘粒最终一定做匀速运动
B．灰尘沉积处的电场强度大小不相等
C．电场对单个尘粒做功的最大值相等
D．能实现匀速运动的尘粒的最终速率相等
尘粒速度达到一定值时，尘粒所受阻力大小等于电场力，尘粒做匀速运动，而对于一部分离目标极板较近的尘粒来说，可能还没有加速到这个速度就已经打到极板上，故A错误；
对于两种方案，电压相等，但两极间的距离不相等，所以灰尘沉积处电场强度大小不相等，B正确；
两种方案电场对单个尘粒做功的最大值均为qU，C正确；
当尘粒匀速运动时，qE＝kv，式中q、k相同，但E不同，所以v不等，故D错误．
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