高考物理总复习教科版试题第七章 静电场 第2课时 电场能的性质.docx

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高考物理总复习教科版试题第七章静电场第2课时电场能的性质

第2课时　电场能的性质

1.（多选）关于静电场,下列说法正确的是（　AD　）

A.在电场中,电势越高的地方,负电荷在该点具有的电势能越小

B.把负电荷从A点移到B点电场力做正功,则有UAB>0

C.在电场中电场强度大的地方,电势一定高

D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向

解析:

由电势能与电势的关系,Ep=qφ,知电势越高的地方,负电荷在该点具有的电势能越小,选项A正确;由电场力做功公式WAB=qUAB,知q<0,WAB>0,则得UAB<0,选项B错误;电势与电场强度无关,则知电场强度大的地方,电势不一定高,选项C错误;电场中,电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,选项D正确.

2.（2018·湖南长沙质检）（多选）如图是两等量异号点电荷,以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆,在半圆上有a,b,c三点,b点在两电荷连线的垂直平分线上,下列说法正确的是（　ABC　）

A.a,c两点的电场强度相同

B.a点电势高于c点电势,即

a>

c

C.正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能

D.将正电荷由O移到b电场力做了功

解析:

根据电场的对称性,a,c两点的电场强度相同,选项A正确;沿电场线电势降低,

a>

c,选项B正确;正电荷在高电势处电势能大,选项C正确;将正电荷由O移到b,电场力与运动方向垂直,电场力不做功,选项D错误.

3.a,b,c,d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形的四个顶点,梯形的下底边长是上底边长的3倍,电场线与梯形所在平面平行,已知a点的电势为20V,b点的电势为24V,d点的电势为4V,则c点的电势为（　C　）

A.8VB.12V

C.16VD.20V

解析:

由二级结论“匀强电场中任意直线上两点间的电势差与其两点间距离成正比”可知Ucd=3Uba,所以Ucd=12V,所以c点的电势为16V,选项C正确.

4.（2017·河南新乡一模）如图所示,MN是一正点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带负电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论正确的是（　D　）

A.点电荷一定位于M点的左侧

B.带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小

C.带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度

D.带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能

解析:

根据粒子运动轨迹,其受到的电场力指向轨迹的凹侧,因粒子带负电,电场强度方向水平向左,故点电荷位于N点右侧,b点离点电荷较近,粒子在b点受到的电场力较大,加速度大,选项A,C错误;根据图示可知,电场力方向与粒子速度方向成锐角,故电场力对粒子做正功,根据动能定理可知,粒子的动能增加,电势能减小,选项B错误,D正确.

5.（2016·海南卷,10）（多选）如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a,b,c,d,e为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是（　ABC　）

A.M带负电荷,N带正电荷

B.M在b点的动能小于它在a点的动能

C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能

D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功

解析:

由粒子运动轨迹可知M带负电,N带正电.对M粒子由动能定理qUab=Ekb-Eka,qUab<0,则Ekb

6.（2018·辽宁沈阳模拟）图中的虚线a,b,c,d表示匀强电场中的4个等势面.两个带电粒子M,N（重力忽略不计）以平行于等势面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示.已知M是带正电的粒子.则下列说法中正确的是（　D　）

A.N一定也带正电

B.a点的电势高于b点的电势,a点的电场强度大于b点的电场强度

C.带电粒子N的动能减小,电势能增大

D.带电粒子N的动能增大,电势能减小

解析:

根据偏转情况得带正电的M粒子向右偏,N粒子向左偏必带负电,选项A错误;该电场是匀强电场,选项B错误;两粒子都是电势能减小,动能增大,选项C错误,D正确.

7.（2018·山东济南模拟）一个外半径为R、内半径为r的带正电空心金属球壳,球心在x轴上的O点,金属球壳在周围空间产生静电场,则其电场强度的大小E在x轴上的分布情况是（　D　）

解析:

金属球壳带电后处于静电平衡状态,内部的电场强度处处为零.而外部的电场强度随x大小的增大而非线性减小,所以x在0～R范围内E=0,选项D正确.

8.（2017·湖北武汉二模）电场中某一直线上电势φ随着位置x变化规律的曲线如图所示,曲线图关于φ轴对称,且与坐标原点相切,A,B,C,D四点所对应的电势相等,UBO为B,O两点间电势差,UOC是O,C两点间电势差,则（　C　）

A.UBO=UOC

B.从B到C电场力对电荷一定先做负功再做正功

C.O点电场强度等于零

D.A,D两点电场强度相同

解析:

B点电势高于O点,而O点电势低于C点,故UBO=-UOC,选项A错误;从B到C电场力对正电荷先做正功再做负功,而对负电荷是先做负功再做正功,选项B错误;根据图形可知,左右两边的电场线均指向O点,故O点的电场强度应为0,选项C正确;根据电势的变化可知,A,D两点的电场方向相反,选项D错误.

9.（2017·河南郑州二模）如图（甲）所示,A,B为某电场中一条直线上的两个点,现将正点电荷从A点静止释放,仅在电场力作用下运动一段距离到达B点,其电势能Ep随位移x的变化关系如图（乙）所示.从A到B的过程中,下列说法中正确的是（　C　）

A.电场力对电荷一直做正功

B.电势一直升高

C.电荷所受电场力先减小后增大

D.电荷所受电场力先增大后减小

解析:

由（乙）图可知,点电荷的电势能先减小后增大,故电场力对其先做正功后做负功,选项A错误;由于正点电荷电势能先减小后增大,则电势也先降低后升高,选项B错误;（乙）图中,斜率的绝对值表示的含义是k=

=

=q·E,即电场力的大小,由图可知,斜率绝对值先减小后增大,故电场力先减小后增大,选项C正确,D错误.

10.（多选）如图所示,a,b,c,d是某匀强电场中的四个点.它们是一个四边形的四个顶点,ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,l=1m,电场线与四边形所在平面平行.已知a点电势为18V,b点电势为22V,d点电势为6V.则下列说法正确的是（　ACD　）

A.匀强电场的电场强度大小为4

V/m

B.电场强度方向由a指向c

C.电场强度方向由b指向d

D.c点电势为14V

解析:

三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性,bd连线四等分,如图所示,

已知a点电势为18V,b点电势为22V,d点电势为6V,且ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,因此根据几何关系,可得M点的电势为18V,与a点电势相等,从而连接aM,即为等势面,由几何关系可知,因bd=2

l,所以bM=

l,因此aM=

l,所以aM垂直于bd,则电场线方向为b指向d,E=

=

V/m=

V/m=4

V/m,故选项A,C正确,B错误;c点电势与N点电势相等,N点电势为（18-4）V=14V,所以c点的电势为14V,故选项D正确.

11.（2018·山东泰安模拟）（多选）一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B,C运动到D点,其v

t图像如图所示,则下列说法中正确的是（　AB　）

A.A处的电场强度一定大于B处的电场强度

B.粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能

C.C,D间各点电场强度和电势都为零

D.A,B两点间的电势差大于C,B两点间的电势差

解析:

由图知粒子在A处的加速度大于在B处的加速度,因a=

所以EA>EB,选项A正确;粒子从A到B动能增加,由动能定理知电场力必做正功,电势能必减小,选项B正确;同理由动能定理可知A,C两点的电势相等,UAB=UCB,选项D错误;仅受电场力作用的粒子在C,D间做匀速运动,所以CD间各点电场强度均为零,但电势是相对于零电势点而言的,可以不为零,选项C错误.

12.导学号58826158（2018·江西南昌质检）（多选）如图所示,虚线为某一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,M,N为运动轨迹上两点,下列说法中正确的是（　AC　）

A.如果实线表示电场线,则该粒子在M点的动能一定小于在N点的动能

B.如果实线表示等势面,则该粒子在M点的动能一定小于在N点的动能

C.不论实线表示电场线还是等势面,粒子在M点的加速度一定小于在N点的加速度

D.不论实线表示电场线还是等势面,都不能确定M,N两点电势高低关系,但能确定该粒子所带电荷的正负

解析:

如果实线是电场线,做曲线运动的粒子受到的合力指向曲线的凹侧,从M到N电场力做正功,动能增加,选项A正确;如果实线表示等势面,粒子从M到N电场力做负功,动能减少,选项B错误;无论实线表示电场线还是等势面,N点比M点的线要密,所以粒子在N点受到的电场力大,加速度也大,选项C正确;无论实线表示电场线还是等势面,不能确定M,N两点间电势高低关系,也不能确定该粒子所带电荷的正负,选项D错误.

13.导学号58826159如图所示,水平向右的匀强电场中,一带电微粒从A点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点,微粒从A到B过程中克服重力做功2.0J,电场力做功3.0J,则（　D　）

A.微粒在A点的电势能比在C点多6.0J

B.微粒在A点的动能比在B点多1.0J

C.微粒在A点的机械能比在C点多12.0J

D.微粒在C点的动能为14.0J

解析:

因微粒在竖直方向做竖直上抛运动,水平方向在电场力作用下做初速度为零的匀加速直线运动,所以微粒从A到B和从B到C的时间相同,xAB=

at2,xAC=

a（2t）2,所以xAC=4xAB,则电场力做功WAC=4WAB=12J,微粒从A到C电场力做功为12.0J,所以微粒在A点的电势能比在C点多12.0J,微粒在A点的机械能比在C点少了12.0J,选项A,C错误;微粒从A到B由动能定理知ΔEk=3.0J-2.0J=1.0J,即微粒在A点的动能比在B点少1.0J,选项B错误;由题知微粒在A点时动能为2.0J,由A到C电场力做功12.0J,重力做功为0,微粒在C点的动能为14.0J,选项D正确.

14.导学号58826160（2018·湖北黄冈模拟）有一带负电的小球,其带电荷量q=-2×10-4C,如图所示,开始时静止在电场强度为E=2×103V/m的匀强电场中的P点,靠近极板B有一挡板S,小球与挡板S的距离h=4cm,与A板的距离H=36cm,小球的重力忽略不计,在电场力作用下小球向左运动,与挡板S相碰后电荷量减少到碰前的k倍,已知k=

碰撞过程中小球的机械能没有损失.

（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零,则小球开始在P点时的电势能为多少?

（2）小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离为多少?

（3）小球从P点出发到第一次到达最右端的过程中,电场力对小球做了多少功?

解析:

（1）SP间的电势差

USP=φS-φP=Eh=2×103×0.04V=80V,

因φS=0,

所以φP=-80V

所以小球在P点时的电势能

Ep=qφP=-2×10-4×（-80）J=0.016J.

（2）设小球与S碰撞时速度大小为v,小球第一次从P到S有-qEh=

mv2,

设小球第一次被弹回至最右端距S板的距离为h1,有

（-kq）Eh1=

mv2

所以h1=

h≈4.6cm.

（3）由动能定理知小球从P点出发到碰撞前有

W1=

mv2

碰撞后至到达最右端有W2=0-

mv2

则电场力做的总功W=W1+W2=0

答案:

（1）0.016J　

（2）4.6cm　（3）0