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1、
課時跟蹤檢測(二十四) 電場能的性質
高考常考題型:選擇題+計算題
1.(2012·九江市七校聯(lián)考)如圖1所示a、b、c、d分別是一個菱形的四個頂點,∠abc=120°?,F(xiàn)將三個等量的正點電荷+Q固定在a、b、c三個頂點上,將一個電量為+q的點電荷依次放在菱形中心點O點和另一個頂點d點處,兩點相比( ) 圖1
A.+q在d點所受的電場力較大
B.+q在d點所具有的電勢能較大
C.d點的電勢低于O點的電勢
D.d點的電場強度大于O點的電場強度
2.(2012·山東高考)圖
2、中2虛線為一組間距相等的同心圓,圓心處固定一帶正電的點電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場,實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡,a、b、c三點是實線與虛線的交點。則該粒子( ) 圖2
A.帶負電
B.在c點受力最大
C.在b點的電勢能大于在c點的電勢能
D.由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化
3.(2012·海南高考)如圖3所示,直線上有O、a、b、c四點,ab間的距離與bc間的距離相等。在O點處有固定點電荷,已知b點電勢高于c點電勢。若一帶負電電荷的粒子
3、僅在電場力作用下先從c點運動到b點, 圖3
再從b點運動到a點,則( )
A.兩過程中電場力做的功相等
B.前一過程中電場力做的功大于后一過程中電場力做的功
C.前一過程中,粒子電勢能不斷減小
D.后一過程中,粒子動能不斷減小
4.(2012·安徽高考)如圖4所示,在平面直角中,有方向平行于坐標平面的勻強電場,其中坐標原點O處的電勢為0,點A處的電勢為6 V,點B處的電勢為3 V,則電場強度的大小為( )
A.200 V/m B.200 V/m 圖4
C.100 V/m D.100 V/m
5.一正電荷僅在電場力作用下,從
4、A點運動到B點,速度大小隨時間變化的圖象如圖5所示。下列關于A、B兩點電場強度E的大小和電勢φ的高低的判斷,正確的是( )
A.EA>EB,φA>φB 圖5
B.EA=EB,φA=φB
C.EAφB
D.EA
5、B對稱,則( ) 圖6
A.A點和B點的電勢相同
B.C點和D點的電場強度相同
C.正電荷從A點移至B點,電場力做正功
D.負電荷從C點移至D點,電勢能增大
7.一帶正電粒子僅在電場力作用下從A點經(jīng)B、C運動到D點,其v-t圖象如圖7所示,則下列說法中正確的是( )
A.A處的電場強度一定大于B處的電場強度
B.粒子在A處的電勢能一定大于在B處的電勢能
C.CD間各點電場強度和電勢都為零 圖7
D.AB兩點
6、間的電勢差大于CB兩點間的電勢差
8.(2011·上海高考)兩個等量異種點電荷位于x軸上,相對原點對稱分布,正確描述電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是圖8中( )
圖8
9.(2012·北京石景山期末)如圖9所示,AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑,圓心為O,半徑為R。電荷量均為Q的正、負點電荷放在圓周上,它們的位置關于AC對稱,+Q與O點的連線和OC間夾角為30°。下列說法正確的是( )
A.O點的場強大小為 圖9
B.O點的場強大小為
C.B、D兩點的電勢關系是:φB=φD
D.電荷量
7、為q的正電荷在A點的電勢能小于在C點的電勢能
10.(2012·衡水中學期末)兩電荷量分別為q1和q2的點電荷放在x軸上的O、M兩點,兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關系如圖10所示,其中A、N兩點的電勢均為零,ND段中的C點電勢最高,則( )
A.N點的電場強度大小為零
B.A點的電場強度大小為零 圖10
C.NC間場強方向指向x軸正方向
D.將一負點電荷從N點移到D點,電場力先做正功后做負功
11.圖11甲所示,在真空中足夠大的絕緣水平地面上,一個質量為m=0.2 kg、帶電荷量為q=+2.0×10-6C的小物塊
8、處于靜止狀態(tài),小物塊與地面間的摩擦因數(shù)μ=0.1.從t=0時該開始,空間上加一個如圖乙所示的電場。(取水平向右的方向為正方向,g取10 m/s2)求:
圖11
(1)4秒內小物塊的位移大??;
(2)4秒內電場力對小物塊所做的功。
12.如圖12所示,帶電荷量為Q的正點電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點,斜面上有A、B兩點,且A、B和C在同一直線上,A和C相距為L,B為AC中點?,F(xiàn)將一帶電小球從A點由靜止釋放, 圖12
當帶電小球運動到B點時速度正好又為零,已知帶電小球在A點處的加速度大小為,靜電力常量為k,求:
(1)小球運動到B點時的加速度大小。
(2)B
9、和A兩點間的電勢差(用Q和L表示)。
答 案
課時跟蹤檢測(二十四) 電場能的性質
1.選C 由電場疊加原理可求得三個等量電荷在O點產(chǎn)生的合場強大小為(L為菱形的邊長),在d點產(chǎn)生的合場強為,故+q在d點受力小,A、D錯誤;把+q從O點移到d點的過程中,電場力做正功,電勢能減小,故B錯,C對。
2.選CD 由于帶電粒子受到電場力指向軌跡凹側,說明帶電粒子帶正電,選項A錯誤;根據(jù)庫侖定律F=k可知,粒子在c點受到電場力最小,選項B錯誤;粒子從b點運動到c點的過程中,電場力對粒子做正功,粒子電勢能減小,選項C正確;由動能定理可得:qU=ΔEk,因為Uab>Ubc,所以選項D正確
10、。
3.選C 根據(jù)題述,ab之間電場強度大于bc之間電場強度,前一過程中電場力做的功小于后一過程中電場力做的功,選項AB錯誤;前一過程中,電場力做正功,粒子電勢能不斷減小,動能不斷增大;后一過程中,電場力做正功,粒子動能不斷增大,選項C正確,D錯誤。
4.選A 在x軸上x=3 cm處電勢為3 V,與B點等電勢。該點與B點連線為等勢線,過O點作等勢線的垂線即為電場線,該垂線長度為3sin 30° cm=1.5 cm,電場強度的大小為E==200 V/m,選項A正確。
5.選B 物體僅受電場力作用,合力不會為零,由運動圖象可知速度的大小又沒有變化,故物體只能做勻速圓周運動,故選B。
6.選
11、C A點和D點的電勢相同,B點電勢低于D點電勢,故選項A錯誤;C點和D點的電場強度大小相等,方向不相同,選項B錯誤;正電荷從A點移至B點,即從高電勢點移到低電勢點,電勢能減小,電場力做正功,選項C正確;C、D兩點處在同一等勢面上,故負電荷從C點移至D點,電勢能不變,選項D錯誤。
7.選AB 由圖知粒子在A處的加速度大于在B處的加速度,因a=,所以EA>EB,A對;粒子從A到B動能增加,由動能定理知電場力必做正功,電勢能必減小,B對;同理由動能定理可知A、C兩點的電勢相等,UAB=UCB,D錯;僅受電場力作用的粒子在CD間做勻速運動,所以CD間各點電場強度均為零,但電勢是相對于零勢點而言的,可
12、以不為零,C錯。
8.選A 等量異種電荷的電場線分布如圖所示,正、負電荷在連線中點處產(chǎn)生的電勢一正一負,故此處即坐標原點處的總電勢為零。順電場線方向電勢逐漸降低,因此,在坐標原點左側,各點的電勢都大于零;在坐標原點右側,各點的電勢都小于零,正電荷處電勢最高,負電荷處電勢最低,無窮遠處的電勢為零,因此選項A正確。
9.選A O點的場強是圓周上正、負點電荷在O點產(chǎn)生的電場疊加,大小為2cos 60°=,選項A正確B錯誤;B、D兩點的電勢關系是φB>φD選項C錯誤;AC處于同一等勢面上,電荷量為q的正電荷在A點的電勢能等于在C點的電勢能,選項D錯誤。
10.選D A、N點的電勢等于零,
13、電場強度大小不為零,選項AB錯誤;從N到C電勢升高,NC間場強方向指向x軸負方向,選項C錯誤;從N到C電勢升高,從C到N電勢降低,將一負點電荷從N點移到C點,電場力做正功,從C點到D點,電場力做負功,選項D正確。
11.解析:(1)0~2 s內小物塊加速度
a1==2 m/s2
位移 x1=a1t12=4 m
2 s末的速度為 v2=a1t1=4 m/s
2~4 s內小物塊加速度
a2==-2 m/s2
位移 x2=v2t2+a2t22=4 m
4秒內的位移
x=x1+x2=8 m。
(2)v4=v2+a2t2=0,即4 s末小物塊處于靜止狀態(tài)
設電場力對小物塊所做的功為W,由動能定理有:
W-μmgx=0
解得W=1.6 J
答案:(1)8 m (2)1.6 J
12.解析:(1)帶電小球在A點時:mgsin 30°-k=maA
帶電小球在B點時:-mgsin 30°=maB
且aA=,可解得:aB=
(2)由A點到B點應用動能定理得:
mgsin 30°·-UBA·q=0
由mgsin 30°-k=m·aA=m
可得:mg=k
可求得:UBA=
答案:(1) (2)
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