2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點題型專練 專題6.2 電場能的性質(zhì)（含解析）

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1、專題6.2 電場能的性質(zhì) 1如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心O。下列關(guān)于x軸上的電場強度和電勢的說法中正確的是 ()AO點的電場強度為零，電勢最低BO點的電場強度為零，電勢最高C從O點沿x軸正方向，電場強度減小，電勢升高D從O點沿x軸正方向，電場強度增大，電勢降低答案：B2.如圖所示，高速運動的粒子被位于O點的重原子核散射，實線表示粒子運動的軌跡，M、N和Q為軌跡上的三點，N點離核最近，Q點比M點離核更遠，則 ()A粒子在M點的速率比在Q點的大B三點中，粒子在N點的電勢能最大C在重核產(chǎn)生的電場中，M點的電勢比Q點的低D粒子從M點運動到Q點，電場力對它做的總功為負功答案

2、：B解析：由題圖粒子的運動軌跡可知，粒子受重原子核的斥力作用而運動，故重核帶正電，周圍電勢為正；因Q點比M點離核更遠，故粒子從M到Q，電場力做正功，動能增大，速度增大，A、D均錯；N點離核最近，電勢能最大，B對；沿電場線方向，電勢降低，故M點比Q點電勢高，C錯。3如圖，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點，虛線為等勢線。取無窮遠處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是 ()AA點電勢大于B點電勢BA、B兩點的電場強度相等Cq1的電荷量小于q2的電荷量Dq1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能答案：C4一帶

3、電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動，取該直線為x軸，起始點O為坐標(biāo)原點，其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示，下列圖象中合理的是 ()答案：D解析：根據(jù)電場力做功與電勢能的關(guān)系：W電EpEpOEp，則EpEpOW電，則粒子的電勢能隨位移變化的圖象斜率絕對值對應(yīng)粒子所受的靜電力大小，故可知電場力、電場強度及粒子的加速度大小隨位移的增加而減小，所以選項A錯誤，選項D正確；根據(jù)動能定理有W電Ek0，則EkW電，則粒子的動能隨位移變化的斜率絕對值對應(yīng)電場力的大小，故選項B錯誤；粒子沿x軸的運動是一個加速度減小的加速運動，故速度與位移不是線性關(guān)系，選項C錯誤。5.兩異種點電荷電場中的部分

4、等勢面如圖所示，已知A點電勢高于B點電勢。若位于a、b處點電荷的電荷量大小分別為qa和qb，則 ()Aa處為正電荷，qaqb Ba處為正電荷，qaqbCa處為負電荷，qaqb Da處為負電荷，qaqb答案：B解析：根據(jù)A點電勢高于B點電勢可知，a處為正電荷，a電荷處的等勢面比b電荷處的等勢面密，所以qaqb，選項B正確。 17.如圖，半徑為R的均勻帶電薄球殼，其上有一小孔A.已知殼內(nèi)的場強處處為零；殼外空間的電場，與將球殼上的全部電荷集中于球心O時在殼外產(chǎn)生的電場一樣一帶正電的試探電荷(不計重力)從球心以初動能Ek0沿OA方向射出下列關(guān)于試探電荷的動能Ek與離開球心的距離r的關(guān)系圖線，可能正確

5、的是()18.如圖所示，勻強電場方向平行于xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個半徑為R5 m的圓，圓上有一個電荷量為q1108 C的試探電荷P，半徑OP與x軸正方向的夾角為，P沿圓周移動時，其電勢能Ep2.5105sin (J)，則()Ax軸位于零勢面上B電場強度大小為500 V/m，方向沿y軸正方向Cy軸位于零勢面上D電場強度大小為500 V/m，方向沿x軸正方向解析：A由Ep2.5105sin (J)知，x軸上的勢能為零，是零勢面，電場線沿y軸方向，A正確，C錯誤；當(dāng)90時，Ep2.5105 JEqR，解得E500 V/m，此時電勢能大于零，故電場強度的方向沿y軸負方向，B、D錯誤19兩電荷量

6、分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的O、M兩點，兩電荷連線上各點電勢隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中C為ND段電勢最低的點，則下列說法正確的是()Aq1、q2為等量異種電荷BN、C兩點間場強方向沿x軸負方向CN、D兩點間的電場強度大小沿x軸正方向先減小后增大D將一正點電荷從N點移到D點，電勢能先增大后減小20.如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子，以初速度v0，從A點豎直向上射入真空中沿水平方向的勻強電場中，粒子通過電場中B點時，速率vB 2v0，方向與電場的方向一致，則A、B兩點的電勢差為()A.B.C.D.解析：C粒子在豎直方向做勻減速直線運動2ghv電場力做正功，重力做負功，則根據(jù)動能定理

7、有qUmghmvmv解方程可得，A、B兩點電勢差為.21.(多選)如圖所示，在一個勻強電場中有一個四邊形ABCD，電場方向與四邊形ABCD平行，其中M為AD的中點，N為BC的中點一個電荷量為q的帶正電粒子，從A點移動到B點過程中，電勢能減小W1，若將該粒子從D點移動到C點，電勢能減小W2，下列說法正確的是()A勻強電場的場強方向必沿AB方向B若將該粒子從M點移動到N點，電場力做功WC若D、C之間的距離為d，則該電場的場強大小為ED若M、N之間的距離為d，該電場的場強最小值為E22(多選)一帶負電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0x2段是對稱的曲

8、線，x2x3段是直線，則下列說法正確的是()Ax1處電場強度為零Bx1、x2、x3處電勢1、2、3的關(guān)系為123C粒子在0x2段做勻變速運動，x2x3段做勻速直線運動Dx2x3段是勻強電場解析：ABD根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Epq及場強與電勢的關(guān)系E得E()，由數(shù)學(xué)知識可知Epx圖象切線的斜率等于，x1處切線斜率為零，則x1處電場強度為零，故A正確由題圖可看出在0x1段圖象切線的斜率不斷減小，由A知場強減小，粒子所受的電場力減小，加速度減小，做非勻變速運動x1x2段圖象切線的斜率不斷增大，場強增大，粒子所受的電場力增大，做非勻變速運動x2x3段斜率不變，場強不變，即電場強度大小和方向均不變，是勻

9、強電場，粒子所受的電場力不變，做勻變速直線運動，故C錯誤，D正確根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Epq可知粒子帶負電，q2，故B正確 23.轉(zhuǎn)動動能是物體動能的一種形式，它特指物體圍繞某一點或某一軸轉(zhuǎn)動所具有的動能如圖所示的是實驗室中一種展示和測量轉(zhuǎn)動動能的裝置，一個由四根長為l的絕緣輕質(zhì)剛性桿組成的正方形水平放置，在其四個端點a、b、c、d分別固定質(zhì)量均為m、電荷量均為q的點電荷，其中a點帶負電荷，其余b、c、d三點帶正電荷，正方形可繞中心豎直軸O在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動現(xiàn)將正方形裝置放入一個水平電場中，初始位置aO連線與電場方向垂直，在電場力作用下，該裝置從靜止開始發(fā)生旋轉(zhuǎn)，測量其轉(zhuǎn)動角速度便可知轉(zhuǎn)動動能

10、下列分析正確的是(分析時可不考慮豎直轉(zhuǎn)動軸O處的摩擦力)()A在電場力作用下裝置從靜止開始將向順時針方向轉(zhuǎn)動B在電場力作用下裝置從靜止開始將沿逆時針方向連續(xù)轉(zhuǎn)圈C在電場力作用下裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動的最大轉(zhuǎn)動動能EkmEqlD在電場力作用下裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動的最大角速度km24.如圖所示，空間中存在沿x軸的靜電場，其電勢沿x軸的分布如圖所示，x1、x2、x3、x4是x軸上的四個點，質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子(不計重力)，以初超度v0從O點沿x軸正方向進入電場，在粒子沿x軸運動的過程中，下列說法正確的是()A粒子在x2點的速度為0B從x1到x3點的過程中，粒子的電勢能先減小后增大C若粒子能到達x4處

11、，則v0的大小至少應(yīng)為D若v0，則粒子在運動過程中的最大動能為3q025.靜電場方向平行于x軸，以坐標(biāo)原點為中心，其電勢隨x的分布如圖所示，圖中0和d為已知量一個帶負電的粒子僅在電場力作用下，以坐標(biāo)原點O為中心沿x軸方向在A、B之間做周期性運動已知該粒子質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)，經(jīng)過坐標(biāo)原點時速度為v.求： (1)粒子在電場中所受電場力的大小(2)A點離坐標(biāo)原點O的距離(3)粒子的運動周期解析：(1)由題意知，勻強電場的電場強度的大小E由FqE解得粒子所受電場力的大小F(2)由題意得，粒子在A點時，速度為零設(shè)A點離坐標(biāo)原點O能距離為x，則粒子運動的加速度大小a，v22ax，兩式聯(lián)立解得x(

12、3)粒子在四分之一周期內(nèi)vat粒子的運動周期T4t，聯(lián)立解得T答案：(1)(2)(3)26. 如圖所示，在O點放置一個正電荷，在過O點的豎直平面內(nèi)的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點，O、C在同一水平線上，BOC30，A距離OC的豎直高度為h。若小球通過B點的速度為v，試求：(1)小球通過C點的速度大小。(2)小球由A到C的過程中電勢能的增加量。答案：(1)(2)mghmv2mgR27如圖，勻強電場中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場方向平行。a、b為軌道直徑的兩端，該

13、直徑與電場方向平行。一電荷量為q(q0)的質(zhì)點沿軌道內(nèi)側(cè)運動，經(jīng)過a點和b點時對軌道壓力的大小分別為Na和Nb。不計重力，求電場強度的大小E、質(zhì)點經(jīng)過a點和b點時的動能。答案：E(NbNa)Eka(Nb5Na)Ekb(5NbNa)解析：質(zhì)點所受電場力的大小為fqE設(shè)質(zhì)點質(zhì)量為m，經(jīng)過a點和b點時的速度大小分別為va和vb，由牛頓第二定律有fNamNbfm28如圖(a)所示，傾角30的光滑固定斜桿底端固定一電量為Q2104C的正點電荷，將一帶正電小球(可視為點電荷)從斜桿的底端(但與Q未接觸)靜止釋放，小球沿斜桿向上滑動過程中能量隨位移的變化圖像如圖(b)所示，其中線1為重力勢能隨位移變化圖像，線2為動能隨位移變化圖像(靜電力恒量K9109Nm2/C2)則：(1)請描述小球向上運動過程中的速度與加速度的變化情況；(2)求小球的質(zhì)量m和電量q；(3)求斜桿底端至小球速度最大處由底端正點電荷Q形成的電場的電勢差U。答案：(1)見解析(2)4kg1.11105C(3) 4.23106V解析：(1)先沿斜面向上做加速度逐漸減小的加速運動，再沿斜面向上做加速度逐漸增大的減速運動，直至速度為零。 (2)由線1可得EPmghmgsin，斜率k20mgsin30，所以m4kg當(dāng)達到最大速度時帶電小球受力平衡mgsinkqQ/s，由線2可得s01m，得qmgssin/kQ1.11105C 10