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1、第八章 靜 電 場第3講 電場能的性質
一、 單項選擇題
1. (2012·東莞高級中學 )在如圖所示的四種電場中,分別標記有a、b兩點,其中a、b兩點的電勢相等,電場強度也相同的是( )
A. 甲圖:與點電荷等距的a、b兩點
B. 乙圖:兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點
C. 丙圖:點電荷與帶電平板形成的電場中平板上表面的a、b兩點
D. 丁圖:勻強電場中的a、b兩點
2. (2012·肇慶一模)如右圖所示,將一帶正電的點電荷沿電場線方向從A點移動到B點,
下列說法正確的是( )
A. 電場力做正功,電勢能增加
B. 電場力做負功,電勢能增加
2、
C. 電場力做正功,電勢能減少
D. 電場力做負功,電勢能減少
3. (2012·佛山二模)如圖,將兩個等量正點電荷Q固定放置.一試探電荷q在它們連線垂直平分線上的P點由靜止釋放,僅在電場力作用下向下運動,則( )
A. q帶負電
B. q帶正電
C. q在運動過程中電勢能不斷增大
D. q在運動過程中動能先增大后減小
4. (2012·廣州天河三模)某導體周圍等勢面和電場線(帶有箭頭為電場線)如圖所示,已知兩個相鄰等勢面間的電勢之差相等,則( )
A. a點和d點的電場強度一定相同
B. a點的電勢一定低于b點的電勢
C. 將負電荷從c點移到d點,電場力做
3、正功
D. 將正電荷從c點沿虛線移到e點,電勢能先減小后增大
二、 雙項選擇題
5. (2012·東莞高級中學)如圖為一勻強電場,某帶電粒子從A點運動到B點.在這一運動過程中克服重力做的功為2.0 J,電場力做的功為1.5 J.則下列說法正確的是( )
A. 粒子帶負電
B. 粒子在A點的電勢能比在B點少1.5 J
C. 粒子在A點的動能比在B點多0.5 J
D. 粒子在A點的機械能比在B點少1.5 J
6. (2012·湛江二模)一個帶電粒子以速度v0從A進入某電場,以v1飛離電場,如圖所示,虛線為該粒子運動的軌跡,則下列說法正確的是( )
A. 該粒子帶正電
4、
B. 粒子在A處的加速度大于B處的加速度
C. 粒子在A處的動能大于B處的動能
D. 粒子在A處的電勢能大于B處的電勢能
7. (2012·茂名一模)如圖所示,在等量異種電荷形成的電場中,畫一正方形ABCD,對角線AC與兩點電荷連線重合,兩對角線交點O恰為電荷連線的中點.下列說法中正確的是( )
A. B、D兩點的電場強度相同
B. A點的電場強度大于C點的電場強度且兩點電場強度方向相同
C. 一電子在B點的電勢能大于在C點的電勢能
D. 一電子沿對角線B→O→D路徑移動,電場力不做功
8. (2012·深圳二模)一不計重力的帶電粒子q從A點射入一正點電荷Q的電場中,運
5、動軌跡如圖所示,則( )
A. 粒子q帶負電
B. 粒子q的加速度先變小后變大
C. 粒子q的電勢能先變小后變大
D. 粒子q的動能一直變大
9. (2012·華師附中)真空中相距為3a的兩個點電荷M、N,分別固定于x軸上x1=0和x2=3a的兩點上,在它們連線上各點電場強度E隨x變化關系如圖所示(設場強方向沿x軸正向時E>0).以下判斷正確的是( )
A. x=2a處的電勢一定為零
B. 在兩點電荷之間沿x 軸正向是電勢降低的方向
C. 點電荷M、N一定為同種電荷
D. 點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為4∶1
三、 非選擇題
10. 如圖所示,ABCD為
6、豎直放在電場強度為E=104 V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道,其中軌道的BCD部分是半徑為R的半圓形軌道,軌道的水平部分與其半圓相切,A為水平軌道上的一點,而且AB=R=0.2 m,把一質量m=0.1 kg、帶電荷量q=+1×10-4 C的小球放在水平軌道的A點由靜止開始釋放,小球在軌道的內側運動.(取g=10 m/s2)求:
(1) 小球到達C點時的速度是多大?
(2) 小球到達C點時對軌道壓力是多大?
(3) 若讓小球安全通過D點,開始釋放點離B點至少多遠?
11. 如圖所示,固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷,電荷量均為Q,其中A帶正電
7、荷,B帶負電荷,D、C是它們連線的垂直平分線,A、B、C三點構成一邊長為d的等邊三角形,另有一個帶電小球E,質量為m,電荷量為+q(可視為點電荷),被長為L的絕緣輕質細線懸掛于O點,O點在C點的正上方.現(xiàn)在把小球E拉起到M點,使細線水平繃直且與A、B、C處于同一豎直平面內,并由靜止開始釋放,小球E向下運動到最低點C時,速度為v.已知靜電力常量為k.若取D點的電勢為零,試求:
(1) 在A、B所形成的電場中,M點的電勢φM.
(2) 絕緣細線在C點所受到的拉力FT.
第3講 電場能的性質
1. B
2. C
3. B
4. B
5. CD
6. AC
8、
7. AD
8. AC
9. CD
10. (1) 由A點到C點應用動能定理有
Eq(AB+R)-mgR=m.
解得vC=2m/s.
(2) 在C點應用牛頓第二定律得FN-Eq=m.
得FN=3N.
由牛頓第三定律知,小球在C點對軌道的壓力為3N.
(3) 小球要安全通過D點,必有mg≤m.
設釋放點距B點的最短距離為x,由動能定理得
Eqx-mg·2R=m.
解得x≥0.5m.
11. (1) 電荷E從M點運動到C點的過程中,電場力做正功,重力做正功.根據(jù)動能定理qUMC+mgL=.
解得M、C兩點的電勢差為UMC=.
又因為C點與D點為等勢點,所以M點的電勢為
φM=.
(2) 在C點時A對E的電場力F1與B對E的電場力F2相等,為F1=F2=.
又因為A、B、C為一等邊三角形,所以F1、F2的夾角為120°,故F1、F2的合外力為F12=,且方向豎直向下.
由牛頓運動定律得FT-k-mg=.
解得FT=k+mg+m.