河北省張家口市高三物理 同步練習(xí)20 電場(chǎng)能的性質(zhì).doc

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電場(chǎng)能的性質(zhì) 1.一電荷量為q的正點(diǎn)電荷位于電場(chǎng)中A點(diǎn)，具有的電勢(shì)能為Ep，則A點(diǎn)的電勢(shì)為φ=EPq．若把該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷，則A點(diǎn)的電勢(shì)為 A. 4φ B. 2φ C. φ D. 12φ 【答案】C 【解析】 根據(jù)電勢(shì)的物理意義：電勢(shì)是反映電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量，僅由電場(chǎng)本身決定，與試探電荷無(wú)關(guān)．可知，將該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷，A點(diǎn)的電勢(shì)不變，故C正確，ABD錯(cuò)誤；故選C. 2.、b兩點(diǎn)各放有電量為+Q和+4Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d、e、f、g七個(gè)點(diǎn)在同一直線(xiàn)上，且ac=cd=de=ef=fg=gb，如圖所示，取無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)，則（ ） A. d處的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)均為零 B.處的電勢(shì)比處的電勢(shì)高 C. 電子在處的電勢(shì)能比在g處的電勢(shì)能小 D. 電子從移到，電子所受電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功 【答案】D 【解析】 試題分析：先設(shè)場(chǎng)強(qiáng)為零處距a為x，代入點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式計(jì)算出電場(chǎng)強(qiáng)度為0的位置，根據(jù)沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低，可以判斷e處的電勢(shì)比f(wàn)處的電勢(shì)的大小關(guān)系；再由電勢(shì)能Ep=eφ，判斷出電子在f處的電勢(shì)能比g處的電勢(shì)能關(guān)系，先判斷電子在cd間、de間所受電場(chǎng)力方向，再判斷電子從c移到e，電子所受到電場(chǎng)力什么功即可． 設(shè)ac=cd=de=ef=fg=gb=L，場(chǎng)強(qiáng)為零處距a為x，因?yàn)閗Qx2=k?4Q6L?x2，所以x=2L，即在d處場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)電勢(shì)疊加原理，d處電勢(shì)不為零，A錯(cuò)誤；a、d區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)方向向右；d、b區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)方向向左．因?yàn)檠刂妶?chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低，所以e處的電勢(shì)比f(wàn)處的電勢(shì)低，B錯(cuò)誤；由于f處的電勢(shì)比g處的電勢(shì)低，而電勢(shì)能Ep=eφ，電子帶負(fù)電，所以電子在f處的電勢(shì)能比g處的電勢(shì)能大，C錯(cuò)誤；因?yàn)殡娮釉赾d間所受電場(chǎng)力方向向左，在d、e間所受電場(chǎng)力方向向右，因此電子從c移到e，電子所受到電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功，D正確． 3.如圖所示，a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平方向電場(chǎng)線(xiàn)上的三點(diǎn)，c為ab的中點(diǎn)，a、b電勢(shì)分別為φa=5V、φb=3V．下列敘述正確的是（　　） A. 該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4 V B. a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Eb C. 一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少 D. 一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的靜電力由c指向a 【答案】C 【解析】 當(dāng)該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，由公式U=Ed知沿電場(chǎng)方向相同距離電勢(shì)差相等，則電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4V．當(dāng)該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，在c點(diǎn)處的電勢(shì)不一定為4V．故A錯(cuò)誤；一條電場(chǎng)線(xiàn)無(wú)法比較電場(chǎng)線(xiàn)的疏密，就無(wú)法比較場(chǎng)強(qiáng)的大小，則a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea不一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Eb．故B錯(cuò)誤。由題，a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，根據(jù)正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大可知，正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少。故C正確。由題可判斷電場(chǎng)線(xiàn)方向從a指向c，正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的靜電力由a指向c。故D錯(cuò)誤。故選C。 點(diǎn)睛：本題關(guān)鍵要抓住電場(chǎng)線(xiàn)的物理意義：電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)線(xiàn)的方向表示電勢(shì)的高低．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿任意方向相同距離電勢(shì)差相等。 4. 如圖所示，虛線(xiàn)AB和CD分別為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸，相交于O點(diǎn)，兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷分別處于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)M、N上，下列說(shuō)法中正確的是 A. A、B兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同 B. C、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均不同 C. 在虛線(xiàn)AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小 D. 帶負(fù)電的試探電荷在O處的電勢(shì)能大于在C處的電勢(shì)能 【答案】C 【解析】 由場(chǎng)強(qiáng)及電勢(shì)的疊加原理可知，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但方向不同，故A錯(cuò)誤；C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但方向都不相，故B錯(cuò)誤；在虛線(xiàn)AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，其他地方的場(chǎng)強(qiáng)都為正值，所以O(shè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小，C正確；因?yàn)镺點(diǎn)的電勢(shì)高于C點(diǎn)的，故帶負(fù)電的試探電荷在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在C點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能，D錯(cuò)誤。 5.如圖所示，虛線(xiàn)a、b、c是電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線(xiàn)(相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等)，實(shí)線(xiàn)為一α粒子(24He重力不計(jì))僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知 A. a、b、c三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最低 B. 電子在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能小 C. β粒子在P點(diǎn)的加速度比Q點(diǎn)的加速度小 D. α粒子一定是從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 【答案】A 【解析】 試題分析：根據(jù)合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)和電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)線(xiàn)垂直，確定電場(chǎng)力的方向，判斷電勢(shì)的高低，負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能大，根據(jù)等差等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大，判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，確定加速度的大?。? 根據(jù)軌跡彎曲的方向和電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)線(xiàn)垂直，畫(huà)出PQ兩點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的方向，如圖．則可知，三個(gè)等勢(shì)面中的，a的電勢(shì)最低，即P點(diǎn)的電勢(shì)最低，負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能高，故電子在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能最大，AB錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的疏密可知，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于Q點(diǎn)，則帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于Q點(diǎn)，即在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度，C錯(cuò)誤；粒子的運(yùn)動(dòng)方向不確定，D錯(cuò)誤． 6. 如圖所示，實(shí)線(xiàn)為方向未知的三條電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)分別為等勢(shì)線(xiàn)1、2、3，已知MN=NQ，a、b兩帶電粒子從等勢(shì)線(xiàn)2上的O點(diǎn)以相同的初速度飛出．僅在電場(chǎng)力作用下，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則（ ） A. a一定帶正電，b一定帶負(fù)電 B. a加速度減小，b加速度增大 C. MN電勢(shì)差|UMN|等于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差|UNQ| D. a粒子到達(dá)等勢(shì)線(xiàn)3的動(dòng)能變化量比b粒子到達(dá)等勢(shì)線(xiàn)1的動(dòng)能變化量小 【答案】BD 【解析】 a粒子的軌跡方向向右彎曲，a粒子所受電場(chǎng)力方向向右，b粒子的軌跡向左彎曲，b粒子所受電場(chǎng)力方向向左，由于電場(chǎng)線(xiàn)方向未知，無(wú)法判斷粒子的電性，故A錯(cuò)誤；由題，a所受電場(chǎng)力逐漸減小，加速度減小，b所受電場(chǎng)力逐漸增大，加速度增大，故B正確；已知MN=NQ，由于MN段場(chǎng)強(qiáng)大于NQ段場(chǎng)強(qiáng)，所以MN兩點(diǎn)電勢(shì)差|UMN|大于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差|UNQ|，故C錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)力做功公式W=Uq，|UMN|>|UNQ|，a粒子從等勢(shì)線(xiàn)2到3電場(chǎng)力做功小于b粒子從等勢(shì)線(xiàn)2到1電場(chǎng)力做功，所以a粒子到達(dá)等勢(shì)線(xiàn)3的動(dòng)能變化量比b粒子到達(dá)等勢(shì)線(xiàn)1的動(dòng)能變化量小，故D正確． 7.A、B為兩等量異種電荷，圖中水平虛線(xiàn)為A、B連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，現(xiàn)將另兩個(gè)等量異種的檢驗(yàn)電荷a、b，如圖用絕緣細(xì)桿連接后從離AB無(wú)窮遠(yuǎn)處沿中垂線(xiàn)平移到AB的連線(xiàn)，平移過(guò)程中兩檢驗(yàn)電荷位置始終關(guān)于中垂線(xiàn)對(duì)稱(chēng)．若規(guī)定離AB無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則下列說(shuō)法中正確的是（　　） A. 在AB的連線(xiàn)上a所處的位置電勢(shì)φa＜0 B. a、b整體在AB連線(xiàn)處具有的電勢(shì)能Ep＞0 C. 整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中，靜電力對(duì)a做正功 D. 整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中，靜電力對(duì)a、b整體做正功 【答案】B 【解析】 設(shè)AB連線(xiàn)的中點(diǎn)為O．由于AB連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)是一條等勢(shì)線(xiàn)，且一直延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以O(shè)點(diǎn)的電勢(shì)為零．AO間的電場(chǎng)線(xiàn)方向由A→O，而順著電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低，可知，a所處的位置電勢(shì)φa＞0，故A錯(cuò)誤．a(chǎn)所處的位置電勢(shì)φa＞0，b所處的位置電勢(shì)φb＜0，由Ep=qφ知，a、b在AB處的電勢(shì)能均大于零，則整體的電勢(shì)能Ep＞0．故B正確．在平移過(guò)程中，a所受的靜電力與其位移方向的夾角為鈍角，則靜電力對(duì)a做負(fù)功，故C錯(cuò)誤．a(chǎn)、b看成一個(gè)整體，原來(lái)總電勢(shì)能為零，最終總電勢(shì)能為正，電勢(shì)能增加，所以整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中，靜電力對(duì)a、b整體做負(fù)功，故D錯(cuò)誤．故選B. 點(diǎn)睛：對(duì)于等量異種電荷電場(chǎng)線(xiàn)和等勢(shì)面的分布情況要熟悉，要抓住其對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行記憶，知道等量異種電荷連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)是一條等勢(shì)線(xiàn)，且一直延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)． 8.若規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則點(diǎn)電荷產(chǎn)生電勢(shì)的公式為?=kqr。在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1和q2 (q1在q2左邊)，電勢(shì)隨著x變化的關(guān)系如圖所示。在x=0處電勢(shì)趨于正無(wú)窮；當(dāng)x=x0時(shí)，電勢(shì)為0；當(dāng)x=x1時(shí)，電勢(shì)有最小值。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ) A. 在x=0處有一正電荷 B. 在x=x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為0 C. 電荷q1是負(fù)電荷，電荷q2是正電荷 D. 在q2處有一個(gè)負(fù)電荷 【答案】D 【解析】 因規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則正電荷周?chē)妱?shì)為正，負(fù)電荷周?chē)碾妱?shì)為負(fù)；由圖知，在x=0位置的電勢(shì)趨近正無(wú)窮大，由表達(dá)式?=kqr可知在x=0處有正電荷，根據(jù)x從0到∞，電勢(shì)先降低后升高，則知在x軸上坐標(biāo)原點(diǎn)處的q2是正電荷；因q1在q2左邊，則q1是負(fù)電荷，在x軸的負(fù)方向上．因φ-x圖線(xiàn)的切線(xiàn)的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度，可知在x=x1處因切線(xiàn)的斜率等于零，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，則選項(xiàng)ABC正確，D錯(cuò)誤；此題選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選D. 點(diǎn)睛：本題信息給予題，關(guān)鍵要抓住題干中有效信息和圖象中有效信息，利用疊加原理分析，靈活應(yīng)用電勢(shì)的公式和斜率為零． 9. 如圖1，AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn)，若將正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止自由釋放，沿電場(chǎng)線(xiàn)從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度圖線(xiàn)如圖所2示，則A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和電勢(shì)高低關(guān)系是（ ） A. EA＜EB；φA＜φB B. EA＜EB；φA＞φB C. EA＞EB；φA＜φB D. EA＞EB；φA＞φB 【答案】D 【解析】 試題分析：從速度時(shí)間圖線(xiàn)得到正點(diǎn)電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸變小，根據(jù)牛頓第二定律得到電場(chǎng)力的變化情況． 解：從速度時(shí)間圖線(xiàn)得到正點(diǎn)電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸變小，故電場(chǎng)力向右，且不斷變小， 故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大，故EA＞EB； 正電荷受到的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，故場(chǎng)強(qiáng)向右，沿場(chǎng)強(qiáng)方向，電勢(shì)變小，故A點(diǎn)電勢(shì)較大，即φA＞φB； 故選D． 【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵通過(guò)速度時(shí)間圖象得到物體的速度變化情況和加速度變化情況，然后判斷場(chǎng)強(qiáng)方向和電勢(shì)大?。? 10.在真空中的x軸上的原點(diǎn)和x=6a處分別固定一個(gè)點(diǎn)電荷M、N，在x=2a處由靜止釋放一個(gè)正點(diǎn)電荷P，假設(shè)點(diǎn)電荷P只受電場(chǎng)力作用沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，其速度大小與在x軸上的位置關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（　?。? A. 點(diǎn)電荷M、N一定都是負(fù)電荷 B. 點(diǎn)電荷P的電勢(shì)能一定是先增大后減小 C. 點(diǎn)電荷M、N所帶電荷量的絕對(duì)值之比為2：1 D. x=4a處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零 【答案】D 【解析】 試題分析： 考點(diǎn)： 【名師點(diǎn)睛】 11.一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其“速度—時(shí)間”圖象如圖所示。分析圖象后，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C處的電場(chǎng)強(qiáng)度 B. B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)一定都為零 C. 粒子在A處的電勢(shì)能大于在C處的電勢(shì)能 D. A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差大于B、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 【答案】A 【解析】 試題分析：因?yàn)関-t線(xiàn)的斜率等于物體的加速度，故在A處的加速度大于C處的加速度，A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C處的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)A正確；B、D兩點(diǎn)切線(xiàn)的斜率為零，故兩點(diǎn)的加速度為零，場(chǎng)強(qiáng)為零，但是電勢(shì)不一定都為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子在A處的速度大于C處的速度，則在A處的動(dòng)能大于C處的動(dòng)能，在A處的電勢(shì)能小于在C處的電勢(shì)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知：UACq=12mvA2?12mvC2;UBDq=12mvD2?12mvB2，由圖線(xiàn)可知12mvD2?12mvB2>12mvA2?12mvC2，則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差小于B、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選A. 考點(diǎn)：v-t圖線(xiàn)；動(dòng)能定理；電場(chǎng)強(qiáng)度 【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)v-t圖線(xiàn)及動(dòng)能定理的考查；關(guān)鍵是理解速度時(shí)間圖線(xiàn)的物理意義，圖線(xiàn)的斜率等于物體的加速度；電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減?。豢朔妶?chǎng)力做功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加，且電場(chǎng)力做功等于動(dòng)能的變化量. 12.等量異種點(diǎn)電荷在周?chē)臻g產(chǎn)生靜電場(chǎng)，其連線(xiàn)(x軸)上各點(diǎn)的電勢(shì)φ隨x的分布圖象如圖所示。x軸上AO?A>?O B. EA>EO>EB C. EpoEpO-EpA 【答案】D 【解析】 【詳解】A項(xiàng)，在正負(fù)電荷的連線(xiàn)上，電場(chǎng)線(xiàn)由正電荷指向負(fù)電荷，沿電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)在降低，所以φA>φO>φB ,故A錯(cuò)； B項(xiàng)，根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)的分布特點(diǎn)可知，越靠近點(diǎn)電荷的地方電場(chǎng)線(xiàn)越密集，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，則有EB>EA>EO，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。 C項(xiàng)，由于φA>φO>φB，而電子在電勢(shì)高的地方對(duì)應(yīng)的電勢(shì)能小，故C錯(cuò)； D項(xiàng)，根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)分布可知AO之間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小于OB之間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度，再根據(jù)圖像中B點(diǎn)到O點(diǎn)距離大于A點(diǎn)到O點(diǎn)距離可知，所以從A到O電場(chǎng)力做功小于從O到B電場(chǎng)力做功，所以EpB-EpO>EpO-EpA，故D對(duì)； 故選D 13.兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線(xiàn)上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零，ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高，則 A. N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 B. C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 C. NC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸正方向 D. 將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功 【答案】BD 【解析】 試題分析：φ-x圖象的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度E．根據(jù)兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的電勢(shì)高低的分布如圖所示，由于沿著電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)降低，可知兩點(diǎn)電荷的電性．根據(jù)功能關(guān)系分析電場(chǎng)力做功的正負(fù)． φ?x圖像的斜率表示點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度，故N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，A錯(cuò)誤B正確；由圖可知：OM間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向，MC間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，NC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸負(fù)方向，C錯(cuò)誤；因?yàn)镸C間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，CD間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向，則將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后負(fù)功，D正確． 14.在X軸上的﹣L和L點(diǎn)分別固定了A，B兩個(gè)點(diǎn)電荷，A的電荷量為+Q，B的電荷量為﹣Q，如圖所示，設(shè)沿X軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向，則整個(gè)X軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨X變化的圖象正確的是（　?。? A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【詳解】等量異種電荷電場(chǎng)線(xiàn)的分布如圖， 可知，x＜-L時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E方向向左，為負(fù)。-L≤x≤L時(shí)，E方向向右，為正。x＞L時(shí)，E方向向左，為負(fù)，且O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。 15.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(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子通過(guò)電場(chǎng)中B點(diǎn)時(shí)，速率vB=2v0，方向與電場(chǎng)的方向一致，則A，B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為：（ ） A. mv022q B. 3mv02q C. 2mv02q D. 3mv022q 【答案】C 【解析】 粒子從A到B，根據(jù)動(dòng)能定理得qUAB-mgh=12mvB2?12mv02；因?yàn)樗俾蕍B=3v0，粒子在豎直方向只受到重力，則有：mgh=12mv02。由以上三式解得：UAB＝9mv022q．故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。 點(diǎn)睛：涉及到電勢(shì)差的問(wèn)題，常常要用到動(dòng)能定理．本題的難點(diǎn)在于運(yùn)動(dòng)的處理，由于微粒受到兩個(gè)恒力作用，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解是常用的方法 16.一帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電量q=2.010?9C，在靜電場(chǎng)中由點(diǎn)移到b點(diǎn)，在這過(guò)程中，除電場(chǎng)力外，其他力做的功為6.010?5J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.010?5J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab為 A. 3104V B. 1104V C. 4104V D. 7104V 【答案】B 【解析】 根據(jù)動(dòng)能定理得：qUab+W其他=△Ek得：Uab=ΔEK?W其他q=810?5?(610?5)210?9=1104V ，故B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B． 17.如圖所示，一電容為C的平行板電容器，兩極板A、B間距離為d，板間電壓為U，B板電勢(shì)高于A板.兩板間有M、N、P三點(diǎn)，MN連線(xiàn)平行于極板，N、P連線(xiàn)垂直于極板，M、P兩點(diǎn)間距離為L(zhǎng)，∠PMN=θ，.以下說(shuō)法正確的是( ) A. 電容器帶電量為U/C B. 兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為U/Lsinθ C. M、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UL/d D. 若將帶電量為+q的電荷從M移到P，該電荷的電勢(shì)能減少了qULsinθd 【答案】ACD 【解析】 公式C=QU知電容器帶電荷量為CU，A正確，由勻強(qiáng)電場(chǎng)公式E=Ud得兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ud，B錯(cuò)誤。由公式U=Ed，MP兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線(xiàn)方向的距離dMP=Lsinθ，由知道E=Ud所以M、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UMP=EdMP=ULsinθd，C正確。極板間的電場(chǎng)方向是豎直向上的，所以將帶正電的電荷從從M移到P，電場(chǎng)做正功，電勢(shì)能減小，由公式W=Uq得W=UMPq=qULsinθd，D正確。 18.如圖所示為邊長(zhǎng)為2m的菱形ABCD，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行于菱形所在平面，∠B=60，將一電子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)或D點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功均為8eV．下列說(shuō)法正確的是（　?。? A. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為8V/m，方向由A指向C B. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為4V/m，方向由A指向C C. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為8V/m，方向由C指向A D. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為4V/m，方向由C指向A 【答案】A 【解析】 【詳解】將一電子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)或D點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功均為8eV，所以BD為電場(chǎng)中一條等勢(shì)線(xiàn)，電場(chǎng)線(xiàn)方向垂直BD；根據(jù)電場(chǎng)力做功計(jì)算公式可得：WAB=-eUAB解得：UAB=WAB-e＝-8eV-e=8V，所以電場(chǎng)線(xiàn)方向由A指向C；由于菱形ABCD邊長(zhǎng)為2cm，∠B=60，所以ABC為等邊三角形，AC長(zhǎng)度d=2m，UAC=2UAB=16V，電場(chǎng)強(qiáng)度E=UACd=162V/m=8V/m，故A正確、BCD錯(cuò)誤；故選A。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要掌握電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系；知道電場(chǎng)力做功的計(jì)算公式為WAB=qUAB，解答時(shí)做功的正負(fù)和電荷量的正負(fù)一并代入計(jì)算；另外要掌握電勢(shì)的定義式，即電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能與該電荷電荷量的比值就等于該點(diǎn)的電勢(shì)，計(jì)算時(shí)電勢(shì)能和電荷量的正負(fù)號(hào)一并代入計(jì)算． 19.如圖所示電路中，A、B是構(gòu)成平行板電容器的兩金屬極板，P為其中的一個(gè)定點(diǎn)．將開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后將A板向上平移一小段距離，則下列說(shuō)法正確的是（　?。? A. 電容器的電容增加 B. 在A板上移過(guò)程中，電阻R中有向上的電流 C. A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大 D. P點(diǎn)電勢(shì)升高 【答案】B 【解析】 A、根據(jù)C=εS4πkd，當(dāng)A板向上平移一小段距離，間距d增大，其它條件不變，則導(dǎo)致電容變小，故A錯(cuò)誤； B、在A板上移過(guò)程中，導(dǎo)致電容減小，由于極板電壓不變，那么電量減小，因此電容器處于放電狀態(tài)，電阻R中有向上的電流，故B正確； C、根據(jù)E=Ud與C=εS4πkd相結(jié)合可得E=4πkQεS，由于電量減小，場(chǎng)強(qiáng)大小變小，故C錯(cuò)誤； D、因場(chǎng)強(qiáng)變小，導(dǎo)致P點(diǎn)與B板的電勢(shì)差減小，因B板接地，電勢(shì)為零，即P點(diǎn)電勢(shì)降低，故D錯(cuò)誤。 點(diǎn)睛：做好電容器的題目要把電容的定義式、決定式和場(chǎng)強(qiáng)的推導(dǎo)式結(jié)合應(yīng)用，掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的推導(dǎo)式，注意B極接地，電勢(shì)為零。 20.如圖所示，平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，正極板接地，兩板間有一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷固定在P點(diǎn)．靜電計(jì)的金屬球與電容器的負(fù)極板連接，外殼接地．以E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)，φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)，EP表示該試探電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，表示靜電計(jì)指針的偏角．若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板緩慢向右平移一小段距離(靜電計(jì)帶電量可忽略不計(jì))，各物理量變化情況描述正確的是 A. E增大，φ降低，EP減小，增大 B. E不變，φ降低，EP增大，減小 C. E不變，φ升高，EP減小，減小 D. E減小，φ升高，EP減小，減小 【答案】C 【解析】 正極板緩慢向右平移一小段距離，兩板間的距離減小，根據(jù)電容的決定式C=εS4πkd 可知，電容C變大，而電容器的電量Q不變，則由C=QU 得知，板間電壓U減小，減??；板間場(chǎng)強(qiáng)E=Ud=QCd=4πkQεS ，可見(jiàn)E不變；P點(diǎn)到正極板距離減小，由公式U=Ed得知，0?φP=Ed ，P點(diǎn)的電勢(shì)升高；負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能減??；故ABD錯(cuò)誤，C正確; 故選C． 點(diǎn)睛：本題是電容器的動(dòng)態(tài)變化分析問(wèn)題，難點(diǎn)是確定電場(chǎng)強(qiáng)度的變化，只要得出電場(chǎng)強(qiáng)度的變化，就可以得出P與正極板電勢(shì)差的變化，得出P點(diǎn)的電勢(shì)以及電荷在P點(diǎn)電勢(shì)能的變化． 21.如圖所示，帶正電的A球固定在足夠大的光滑絕緣斜面上，斜面的傾角α=37，其帶電量Q= 8310﹣5C；質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=+110﹣7C的B球在離A球L=0.1m處由靜止釋放，兩球均可視為點(diǎn)電荷．（靜電力恒量k=9109N?m2/C2，sin37=0.6，cos37=0.8） （1）A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向； （2）B球的速度最大時(shí)兩球間的距離； （3）若B球運(yùn)動(dòng)的最大速度為v=4m/s，求B球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中電勢(shì)能怎么變？變化量是多少？ 【答案】（1）2.4107N/C，方向沿斜面向上 （2）0.2m （3）0.86J 【解析】 【分析】 （1）根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=kQ/r2 求A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向； （2）當(dāng)靜電力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)B球的速度最大，根據(jù)庫(kù)侖定律和平衡條件求兩球間的距離； （3）B球減小的電勢(shì)能等于它動(dòng)能和重力勢(shì)能的增加量，根據(jù)功能關(guān)系求解． 【詳解】（1）A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=kQL2=91098310?50．12=2.4107N/C； 方向沿斜面向上． （2）當(dāng)靜電力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)B球的速度最大， 即：F=kQqr2=mgsinα 解得 r=0.2m； （3）由于r＞L，可知，兩球相互遠(yuǎn)離，則B球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能變小； 根據(jù)功能關(guān)系可知：B球減小的電勢(shì)能等于它動(dòng)能和重力勢(shì)能的增加量，所以B球電勢(shì)能變化量為：△Ep=[12mv2+mg（r-L）sinα] 解得，△Ep=0.86J 22.如圖，光滑斜面傾角為37，一質(zhì)量m=110-2Kg、電荷量q=+110-6C的小物塊置于斜面上，當(dāng)加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，該物體恰能靜止在斜面上，G=10m/s2，求： （1）該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小 （2）若電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的12，小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小 （3）在（2）前提下，當(dāng)小物塊沿斜面下滑L=23m時(shí)，機(jī)械能的改變量． 【答案】（1）7.5104N/C （2）3m/s2 （3）﹣0.02J 【解析】 （1）如圖所示，小物塊受重力、斜面支持力和電場(chǎng)力三個(gè)力作用，受力平衡，則有 在x軸方向：Fx=Fcosθ?mgsinθ=0 在y軸方向：Fy=FN?mgcosθ?Fsinθ=0 得：qE=mgtan37，故有：E=3mg4q=7.5104N/C，方向水平向右． （2）場(chǎng)強(qiáng)變化后物塊所受合力為：F=mgsin37°?12qEcos37° 根據(jù)牛頓第二定律得：F=ma 故代入解得a=0.3g=3m/s2，方向沿斜面向下。 （3）機(jī)械能的改變量等于電場(chǎng)力做的功，故ΔE=12qELcos37°，解得ΔE=﹣0.02J。 點(diǎn)睛：由三力平衡，借助于力的平行四邊形定則來(lái)確定電場(chǎng)強(qiáng)度方向，當(dāng)受力不平衡時(shí)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)求解．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)涉及電場(chǎng)力、重力做功，注意電場(chǎng)力做功只與沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的位移有關(guān)。