2022-2023學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 習(xí)題課 電場(chǎng)能的性質(zhì)課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1

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1、2022-2023學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 習(xí)題課 電場(chǎng)能的性質(zhì)課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1 1．如圖甲所示，A、B是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)．一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷僅受電場(chǎng)力作用，從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．在此過程中，該點(diǎn)電荷的速度隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示．下列說法中正確的是(　　) A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大 B．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等 C．A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高 D．A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低 解析：選C．由點(diǎn)電荷的速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律可知，帶負(fù)電的點(diǎn)電荷做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的小，負(fù)電荷的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加，對(duì)應(yīng)位置的電勢(shì)減小

2、，因此C對(duì)． 2．(2018·衡水測(cè)試)靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量．一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x＝0為中心、沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)．已知該粒子質(zhì)量為m、電量為－q，忽略重力．規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度E、加速度a、速度v的正方向，如圖分別表示x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E，小球的加速度a、速度v和動(dòng)能Ek隨x的變化圖象，其中正確的是(　　) 解析：選D．φ－x圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，因而在x＝0的左側(cè)，電場(chǎng)向左，且為勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；由于粒子帶負(fù)電，粒子的加速度在x＝0左側(cè)加速度為正值，在x＝0右側(cè)加速度為負(fù)值，且

3、大小不變，故B錯(cuò)誤；在x＝0左側(cè)粒子向右勻加速，在x＝0的右側(cè)向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度與位移不成正比，故C錯(cuò)誤；在x＝0左側(cè)粒子根據(jù)動(dòng)能定理qEx＝Ek－Ek0，在x＝0的右側(cè)，根據(jù)動(dòng)能定理可得－qEx＝Ek′－Ek0，故D正確． 3． (多選)一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中O～x2段是對(duì)稱的曲線，x2～x3是直線段，則下列判斷正確的是(　　) A．x1處電場(chǎng)強(qiáng)度最大 B．x2～x3段是勻強(qiáng)電場(chǎng) C．x1、x2、x3處電勢(shì)φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1＞φ2＞φ3 D．粒子在O～x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2～x3段做勻速直線運(yùn)

4、動(dòng) 解析：選BC．根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：Ep＝qφ，場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系：E＝，得：E＝·．由數(shù)學(xué)知識(shí)可知Ep－x圖象切線的斜率等于，x1處切線斜率為零，則x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故A錯(cuò)誤．由圖看出在O～x1段圖象切線的斜率不斷減小，由上式知場(chǎng)強(qiáng)減小，粒子所受的電場(chǎng)力減小，加速度減小，做非勻變速運(yùn)動(dòng)．x1～x2段圖象切線的斜率不斷增大，場(chǎng)強(qiáng)增大，粒子所受的電場(chǎng)力增大，做非勻變速運(yùn)動(dòng)．x2～x3段斜率不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不變，是勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子所受的電場(chǎng)力不變，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：Ep＝qφ，因粒子帶負(fù)電，q＜0，則知電勢(shì)能越大，粒子所在處的電

5、勢(shì)越低，所以有：φ1＞φ2＞φ3，故C正確． 4．(多選)如圖所示，A、B、C、D是圓周上的四個(gè)點(diǎn)，四個(gè)點(diǎn)上放著兩對(duì)等量的異種點(diǎn)電荷，AC⊥BD且相交于圓心O，BD上的M、N兩點(diǎn)關(guān)于圓心O對(duì)稱．下列說法正確的是(　　) A．M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同 B．M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)不相同 C．一個(gè)電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的總功為零 D．一個(gè)電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電勢(shì)能一直減少 解析：選AC．根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝和電場(chǎng)的疊加原理可知，M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，則電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A正確．等量異號(hào)電荷連線的中垂線是等勢(shì)面，M、N兩點(diǎn)對(duì)AB兩個(gè)電荷的電場(chǎng)來說電勢(shì)不等，是M點(diǎn)的電勢(shì)低；對(duì)CD兩個(gè)電荷的電場(chǎng)來說M點(diǎn)的電勢(shì)高，由對(duì)稱性可知，M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，故B錯(cuò)誤．M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，根據(jù)W＝qU，知電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的總功為零，故C正確．電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，故D錯(cuò)誤．