高考物理一轮复习 考点规范练21 电场能的性质-人教版高三全册物理试题.doc

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1、电场能的性质考点规范练第42页一、单项选择题1.如图为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点。设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则()A.Wa=Wb,EaEbB.WaWb,EaEbC.Wa=Wb,EaEbD.WaWb,EaEb。又a、b位于同一等势线上,它们与c点的电势差相等,故两电子分别从a、b两点移动到c点过程中电场力做功相等,即Wa=Wb,A项正确。2.如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中电势和电场强度都相同的是()答案:B解析:选项A中,a、b两点电场强度的方向不同,A项

2、错误;选项B中,a、b两点电势和电场强度均相同,B项正确;选项C中,a点电势高于b点电势,C项错误;选项D中,a、b两点电场强度的方向不同,D项错误。3.(2015江西部分学校调研)在孤立的点电荷产生的电场中有a、b两点,a点的电势为a,电场强度大小为Ea,方向与连线ab垂直。b点的电势为b,电场强度大小为Eb,方向与连线ab的夹角为30。则a、b两点的电场强度大小及电势高低的关系是()A.ab,Ea=B.ab,Ea=4EbD.ab,Ea=4Eb答案:D解析:将Ea、Eb延长相交,其交点为场源点电荷的位置,由点电荷的电场强度公式E=,可得Ea=4Eb;分别过a、b作等势面,电场线由高的等势面指

3、向低的等势面,则aOB。设M、N两点的电场强度大小分别为EM、EN,电势分别为M、N。下列判断中正确的是()A.EM大于ENB.M大于NC.B点电荷一定带正电D.此试探电荷在M处的电势能小于在N处的电势能导学号34220314答案:C解析:根据两个等量异种点电荷A和B电场特点,EM小于EN,选项A错误;根据带负电的试探电荷仅受电场力作用的运动轨迹可知,B点电荷一定带正电,M点电势小于N点电势,此试探电荷在M处的电势能大于N处的电势能,选项B、D错误,C正确。二、多项选择题9.如图所示,真空中M、N处放置两等量异种点电荷,a、b、c表示电场中的3条等势线,b是M、N连线的中垂线,交M、N于O点,

4、a、c关于b对称。点d、e、f、g是以O为圆心的圆与a、c的交点,已知一带正电的试探电荷从d点移动到e点时,试探电荷的电势能增加,则以下判断正确的是()A.M点处放置的是正电荷B.d点的电势低于f点的电势C.d点的电场强度与f点的电场强度相同D.将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到f点,电势能先增加后减少答案:BC解析:因正电荷由d到e电势能增加,说明电场力做负功,则电势升高,故e点电势高于d点电势,则N点为正电荷,故A错误。由以上分析知,N点为正电荷,其电场线由正电荷到负电荷且与等势面垂直,所以由电场线判断d点的电势低于f点的电势,故B正确。由于电场强度是矢量,据等量异种电荷电场的对称性知,

5、d点和f点的电场强度大小和方向都相同,即电场强度相同,故C正确。将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到f点,电场力的方向与运动方向夹角大于90,电场力做负功,其电势能一直增加,故D错误。10.(2015湖北重点高中期中联考)如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势与坐标x的关系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线。现有一质量为0.20 kg,电荷量为+2.010-8 C的滑块P(可视为质点),从x=0.10 m处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为0.02。重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是()A

6、.x=0.15 m处的电场强度大小为2.0106 N/CB.滑块运动的加速度逐渐减小C.滑块运动的最大速度为0.1 m/sD.滑块运动速度先增大后减小答案:ACD解析:沿x轴正方向,电势逐渐降低,故电场方向沿x轴正方向,滑块P受到的电场力沿x轴正方向,且由E=可知过曲线某点的斜率表示该点电场强度的大小,即沿x轴正方向电场强度逐渐减小。x=0.15 m处的电场强度E= N/C=2.0106 N/C,故A正确。由牛顿第二定律得qE-mg=ma,a=-g,当E=2.0106 N/C时,滑块运动到x=0.15 m处加速度减小到零,此后滑块继续向右运动,电场强度继续减小,加速度小于零,即滑块向右做减速运

7、动,加速度向左并不断增大,故B错误。由前面的分析可知,滑块向右做加速度不断减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度增大到最大,此后滑块继续向右做减速运动,从x=0.10 m处到x=0.15 m处,1=4.5105 V,2=3105 V,由动能定理q(1-2)-mgx=mv2得v=0.1 m/s,故C、D正确。11.空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示,x轴上B、C两点的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx。下列说法中正确的有()A.EBx的大小大于ECx的大小B.EBx的方向沿x轴正方向C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功

8、,后做负功导学号34220315答案:AD解析:由题图可知:OB,减小,B处电场强度的x分量EBx水平向左,OC,减小,C处电场强度的x分量ECx水平向右,则知负电荷沿x轴从BC,电场力先做正功后做负功,D正确,B错误;对极小的一段x对应电势差U=,x方向电场强度分量Ex=,即图线斜率。O点ExO=0,电荷受电场力x分量等于0,C错误,A正确。三、非选择题12.如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40 m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0104 N/C。现有一质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点)

9、放在水平轨道上与B端距离x=1.0 m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知带电体所带电荷量q=8.010-5 C,求:(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力;(2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力所做的功。导学号34220316答案:(1)5.0 N,方向竖直向下(2)-0.72 J解析:(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a根据牛顿第二定律有qE=ma解得a=8.0 m/s2设带电体运动到B端的速度大小为vB,则=2ax解得vB=4.0 m/s设带电体运动到圆弧形轨道的B端时受轨道的支持力为FN,根据牛顿第二定律有FN-mg=解得FN=mg+=5.0 N。根据牛顿第三定律可知,带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小FN=FN=5.0 N,方向竖直向下(2)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中电场力所做的功W电=qER=0.32 J设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为Wf,对此过程根据动能定理有W电+Wf-mgR=0-解得Wf=-0.72 J。