2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場 課時規(guī)范練23 電場能的性質(zhì) 新人教版.doc

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課時規(guī)范練23　電場能的性質(zhì) 基礎(chǔ)鞏固組 1.(電場力做功與電勢能)(2017四川綿陽月考)在一個勻強電場中有a、b兩點,相距為d,電場強度為E,把一個電荷量為q的正電荷由a點移到b點時,克服電場力做功為W,下列說法正確的是(　　) A.該電荷在a點電勢能較b點大 B.a點電勢比b點電勢低 C.a、b兩點電勢差大小一定為U=Ed D.a、b兩點電勢差Uab=Wq 答案B 解析正電荷由a點移到b點時,電場力對電荷做負(fù)功W,電勢能增加,該電荷在a點電勢能較b點小,選項A錯誤;a點電勢比b點電勢低,故B正確;當(dāng)a、b兩點在同一電場線上時,U=Ed,本題a、b是否在同一電場線上不確定,則U大小不一定等于Ed,故C錯誤;電荷從a移動到b,克服電場力做功W,根據(jù)電勢差的定義Uab=-Wq,選項D錯誤。 2. (公式U=Ed的拓展應(yīng)用)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強電場,其中坐標(biāo)原點O處的電勢為零,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.2003 V/m C.100 V/m D.1003 V/m 答案A 解析 勻強電場的電場線與等勢面都是平行、等間距排列的,且電場線與等勢面處處垂直,沿著電場線方向電勢均勻降低,取OA中點C,則C點電勢為3 V,連接BC即為電場中的一條等勢線,作等勢線的垂線,即電場的電場線,E=Ud=3VOCsin30=200 V/m。 3.(等勢面)關(guān)于靜電場的等勢面,下列說法正確的是(　　) A.兩個電勢不同的等勢面可能相交 B.電場線與等勢面處處相互垂直 C.同一等勢面上各點電場強度一定相等 D.將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面,電場力做正功 答案B 解析電場中電勢相同的點組成的面叫等勢面,電場線與等勢面垂直,且電勢相同的點電場強度不一定相同;電場強度相同的點電勢也不一定相同;電場中某處電勢只能是一個值,如果兩等勢面相交,就有兩個值,故選項A、C錯誤,B正確。負(fù)電荷從電勢高處移向電勢低處電場力做負(fù)功,所以選項D錯誤。?導(dǎo)學(xué)號06400328? 4.(電場力做功)(2017廣東廣州質(zhì)檢)下圖為某靜電場等勢面的分布,電荷量為1.610-9 C的正電荷從A經(jīng)B、C到達(dá)D點。從A到D,電場力對電荷做的功為(　　) A.4.810-8 J B.-4.810-8 J C.8.010-8 J D.-8.010-8J 答案B 解析電場力做功與路徑無關(guān),WAD=qUAD=q(φA-φD)=-4.810-8 J,B正確。 5. (等勢面及運動軌跡問題)如圖所示,虛線表示某電場的等勢面,實線表示一帶電粒子僅在電場力作用下運動的徑跡。粒子在A點的加速度為aA、動能為EkA、電勢能為EpA,在B點的加速度為aB、動能為EkB、電勢能為EpB。則下列結(jié)論正確的是(　　) A.aA>aB,EkA>EkB B.aAEpB C.aAaB,EkAφb B.Ea>Eb C.EaWb 答案BD 解析電場線為直線,帶負(fù)電的粒子僅在電場力的作用下由靜止釋放,那么一定沿著電場力的方向運動,故電場強度的方向向左,b點的電勢高,選項A錯誤;由v-t圖象的斜率表示粒子運動的加速度,可知粒子運動的加速度越來越小,故b點的電場強度小,Ea>Eb,選項B正確,C錯誤;電場力做正功,電勢能減小,選項D正確。 8. (靜電場中的圖象)(2017安徽黃山期中)某靜電場中有一條電場線與x軸重合,縱軸φ表示該條電場線上對應(yīng)各點的電勢φ隨x的變化規(guī)律,如圖所示。x軸上坐標(biāo)為x1=-x0點的電勢和電場強度大小分別為φ1和E1,坐標(biāo)x2=x0點的電勢和電場強度大小分別為φ2和E2,下列有關(guān)判斷正確的是(　　) A.φ1>φ2,E1>E2 B.φ1<φ2,E1>E2 C.φ1>φ2,E1E2,B正確,D錯。 能力提升組 9. (2017安徽合肥一模)四個等量異種點電荷,分別放在正方形的四個頂點處,A、B、C、D為正方形四條邊的中點,O為正方形的中心,如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.O點電場強度為零 B.A、B、C、D四點的電場強度相同 C.將一帶負(fù)電的試探電荷從B點勻速移動到D點,電場力做功為零 D.將一帶負(fù)電的試探電荷從A點勻速移動到C點,其電勢能減小 答案C 解析根據(jù)電場強度的疊加可知兩正電荷在O點處的合電場強度沿AO連線指向右,兩負(fù)電荷在O點的合電場強度方向沿OC連線指向右,所以O(shè)點電場強度方向水平指向右,A錯誤;同理,根據(jù)電場強度的疊加可知,A、C兩點電場強度相同,B、D兩點電場強度相同,但A、C和B、D電場強度方向相同,大小不同,B錯誤;BD連線為一條等勢線,將一帶負(fù)電的試探電荷從B勻速移動到D點,電場力不做功,C正確;AC是一條電場線,電場強度方向水平向右,將一帶負(fù)電的試探電荷從A勻速移動到C點,電場力做負(fù)功,電勢能增大,D錯誤。?導(dǎo)學(xué)號06400329? 10.(多選)已知一個均勻帶電的薄球殼上的電荷在殼內(nèi)任意一點產(chǎn)生的電場強度均為零,在殼外某點產(chǎn)生的電場強度,等同于把殼上電荷量全部集中在球心處的點電荷所產(chǎn)生的電場強度,即E=0　　rR,式中R為球殼的半徑,r為某點到球殼球心的距離,Q為球殼所帶的電荷量,k為靜電力常量。在真空中有一半徑為R、電荷量為-Q的均勻帶負(fù)電薄球殼,球心位置O固定,P為球殼外一點,M為球殼內(nèi)一點,如圖所示,以無窮遠(yuǎn)處為電勢零點,關(guān)于P、M兩點的電場強度和電勢,下列說法正確的是(　　) A.若Q不變,M點的位置也不變,而令R變小(M點仍在殼內(nèi)),則M點的電勢降低 B.若Q不變,M點的位置也不變,而令R變小(M點仍在殼內(nèi)),則M點的電場強度不變 C.若Q不變,P點的位置也不變,而令R變小,則P點的電場強度不變 D.若Q不變,P點的位置也不變,而令R變小,則P點的電勢升高 答案BC 解析若Q不變,M點的位置也不變,而令R變小(M點仍在殼內(nèi)),根據(jù)題意可知,M點的電場強度仍為零,因此球殼內(nèi)的電勢處處相等,由于球殼的變小,導(dǎo)致電荷從球殼移到電勢為零處電場力做功增加,所以球殼處的電勢增加,A錯誤,B正確;若Q不變,P點的位置也不變,屬于處于球殼外的某一點,由E=kQr2知,P到Q的距離r不變,無論球半徑怎么變小,P點的電場強度仍不變,所以電荷從該點移到電勢為零處,電場力做功不變,因而P點的電勢不變,C正確,D錯誤。 11.(2017江西南昌調(diào)研)如圖甲所示,傾角θ=30的光滑固定斜桿底端固定一電荷量為Q=210-4 C的正點電荷,將一帶正電小球(可視為點電荷)從斜桿的底端(與Q未接觸)由靜止釋放,小球沿斜桿向上滑動過程中能量E隨位移s變化的圖象如圖乙所示,其中線1為重力勢能隨位移變化圖象,線2為動能隨位移變化圖象。(g取10 m/s2,靜電力常量k=9109 Nm2/C2) 甲 乙 (1)求小球的質(zhì)量m; (2)小球向上滑行多遠(yuǎn)其加速度為零?小球所帶的電荷量為多少? 答案(1)4 kg　(2)1 m　1.1110-5 C 解析(1)由線1可得Ep=mgh=mgssin θ 則斜率k=mgsin 30,由題圖知k=20 解得m=4 kg。 (2)當(dāng)達(dá)到最大速度時帶電小球受力平衡,其加速度為零,由題圖可知s=s0=1 m時,小球加速度為零,此時有 mgsin θ=kqQs02 解得q=mgs02sinθkQ=1.1110-5 C。?導(dǎo)學(xué)號06400330? 12. 如圖所示,在A點固定一正電荷,電荷量為Q,在離A高度為h0的C處由靜止釋放某帶同種電荷的液珠,開始運動瞬間的加速度大小恰好為重力加速度g。已知靜電力常量為k,兩電荷均可看成點電荷,不計空氣阻力。 (1)求液珠速度最大時離A點的距離h。 (2)若已知在點電荷Q的電場中,某點的電勢可表示成φ=kQr,其中r為該點到Q的距離(選無限遠(yuǎn)的電勢為零)。求液珠能到達(dá)的最高點B離A點的高度rB。 答案(1)2h0　(2)2h0 解析(1)設(shè)液珠電荷量為q,質(zhì)量為m,當(dāng)液珠在C點時,由牛頓第二定律知 kQqh02-mg=ma ① 又因為a=g 當(dāng)液珠速度最大時,其所受合力為零,則kQqh2=mg,代入①式,解得h=2h0。 (2)設(shè)BC間的電勢差大小為UCB, 由題意得UCB=φC-φB=kQh0-kQrB 對液珠由釋放處至液珠到達(dá)最高點(速度為零)的全過程應(yīng)用動能定理得qUCB-mg(rB-h0)=0 代入①式解得rB=2h0。