《2019年高考物理一轮复习第7章静电场练案21电场能的性质新人教版》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019年高考物理一轮复习第7章静电场练案21电场能的性质新人教版(8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、1练案练案2121 电场能的性质电场能的性质一、选择题(本题共 8 小题,15 题为单选,68 题为多选)1(2018湖南省衡阳八中高三实验班质检)带有等量异种电荷的一对平行金属板,上极板带正电荷。如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大,即使在两极板之间,它们的电场线也不是彼此平行的直线,而是如图所示的曲线(电场方向未画出)。虚线MN是穿过两极板正中央的一条直线。关于这种电场,以下说法正确的是( 导学号 21993155C )A平行金属板间的电场,可以看作匀强电场Bb点的电势高于a点的电势Cd点的电势低于c点的电势D若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放,它必将沿着电场线运动到负极板
2、解析 由电场线的分布情况看出,平行金属板间各处的电场强度不是处处相同,所以不能看成匀强电场,故 A 错误。顺着电场线电势逐渐降低,上板带正电荷,电场方向向下,所以b点电势低于a点电势,故 B 错误。据题上极板带正电荷,电场线从上极板指向下极板,根据顺着电场线方向电势降低,可知d点的电势低于c点,故 C 正确。将一正电荷从电场中的任一点由静止释放,不一定能沿电场线运动,只有在ab所在的电场线上,正电荷所受的电场力一直沿电场线向下,能沿此电场线运动,其他电场线是曲线,正电荷所受的电场力沿电场线的切线方向,将使电荷离开电场线,故 D 错误。故选 C。2(2018山东省潍坊市高三上学期期末试题) 如图
3、所示,相距 10cm 的平行板A和B之间有匀强电场,电场强度E2103V/m,方向向下,电场中C点距B板 3cm,B板接地,下列说法正确的是( C )导学号 21993156A A板电势A2104VB A板电势 A200VC C点电势 C60VD C点电势 C60V2解析 沿电场线方向电势越来越低,电场线竖直向下,因此B点电势低,AB两点间的电势差为:UABEdAB21030.1V200V,则AUAB200V,故 AB 错误;同理C点电势:CUCBEdCB60V,故 C 正确,D 错误,故选 C。3(2018湖北省黄冈中学高三上学期理综测试)如图所示,在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷
4、,在A、B两点间取一个正五角星形路径abcdefghija,五角星的中心与A、B的中点重合,其中af连线与AB连线垂直。现将一个电子沿该路径逆时针移动一周,下列判断正确的是( C )导学号 21993157Ae点和g点的电场强度相同Bh点和d点的电势相等C电子从g点到f点再到e点过程中,电势能一直增大D电子从f点到e点再到d点过程中,电场力先做正功后做负功解析 根据电场线的分布知,e、g两点的场强大小相等,方向不同,故 A 错误。h点离正电较近,则h点电势高于d点的电势,选项 B 错误;电子从g点到f点再到e点过程中,电场力一直做负功,电势能增大,故 C 正确。电子从f点到e点再到d点过程中,
5、根据电场力方向与运动方向的关系知,电场力先做负功再做正功,故 D 错误。故选 C。4(2018江西省南昌二中高三上学期第五次考试)如图所示,真空中有两个点电荷Q19.0108C 和Q21.0108C,分别固定在x坐标轴上,其中Q1位于x0 处,Q2位于x6cm 处。则在x轴上( D )导学号 21993158A场强为 0 的点有两处B在x6cm 区域,电势沿x轴正方向降低C质子从x1cm 运动到x5cm 过程,具有的电势能升高D在 09cm 的区域,场强沿x轴正方向解析 Q1和Q2将整个x轴分成三个区域x0,根据点电荷的电场强度公式,Ek,因为任一点距Q1比距离Q2近,且Q r2Q1Q2,故Q
6、1产生的场强大于Q2,合场强水平向左,沿x轴负方向。此区间场强不可能为零。0x6cm,电场水平向右,正负电荷产生的电场均向右,场强沿x轴正方向,此区3间场强不可能为零。质子从x1cm 运动到x5cm,电场力做正功,电势能减小,故 C 错误。x6cm,设坐标为x处,电场强度为 0,则有:kkQ1 x2Q2 x62代入数据解得:x9cm综上:场强为 0 的点只有一处即x9cm,A 错误;在 6cmx9cm 场强主要取决于Q2,方向水平向左,沿x轴负方向,电势沿x轴正方向升高;在 x9cm 场强主要取决于Q1,方向水平向右,沿x轴正方向,电势沿x轴正方向降低,B 错误;在 0x6cm 及x9cm 场
7、强沿x轴正方向,D 正确。5(2018江西省南昌二中高三上学期第五次考试)如图所示,A、B两个带电小球的质量均为m,所带电量分别为3q和q,两球间用绝缘细线连接,A球又用绝缘细线悬挂在天花板上,细线长均为L。现在两球所在的空间加上一方向向左的匀强电场,电场强度E,A、B两球最后会达到新的位置平衡,则在这个过程中,两个小球构成的系统mg q( C )导学号 21993159A重力势能增加了mgL2 22B重力势能增加了mgL2C电势能减少了mgL3 22D电势能减少了mgL32 22解析 A球带正电,受到的电场力水平向左,B带负电,受到的电场力水平向右。以整体为研究对象,整体所受的电场力大小为
8、2qE,方向水平向左,则上面绳子应向左偏转。4设上面绳子与竖直方向的夹角为,则由平衡条件得tan1,则45;2qE 2mgqE mg以B球为研究对象,受力如图。设AB间的绳子与竖直方向的夹角为,则由平衡条件得 tan1,得到45,所以根据几何知识可知,B球在悬点的正下方,qE mg则系统重力势能增加了EpmgL(1cos45)mgL(22cos45)3mgL(1),选项22A、B 错误;系统电势能减小量EPE3qLsin45mgL,选项 C 正确,D 错误;3 22故选 C。6.(2018山东省济南外国语高三 12 月月考)两个等量点电荷位于x轴上,它们的静电场的电势随位置x变化规律如图所示(
9、只画出了部分区域内的电势),x轴上有两点M、N,且OMON,由图可知( BD )导学号 21993160AN点的电势低于M点的电势BM、N两点的电场方向相同且M点的场强大小大于N点的场强大小C仅在电场力作用下,正电荷可以在x轴上M、N之间的某两点做往复运动D负电荷沿x轴从M点移到N点的过程中电场力一直做正功解析 由图知,N点的电势高于M点的电势。故 A 错误; 由EU/d可知,图象的斜率绝对值等于场强大小,可以看出M点的场强大小大于N点的场强大小。斜率都为正值,说明M、N点的电场方向相同,故 B 正确;根据顺着电场线方向电势降低,可知电场线的方向从N指向M,正电荷在x轴上M、N之间所受的电场力
10、始终由N指向M,正电荷做单向直线运动,故 C 错误; 负电荷沿x轴从M移到N的过程中,电场力方向由从M指向N,电场力方向与位移相同,电场力一直做正功,故 D 正确。57(2018湖北省黄冈中学高三上学期理综测试)如图所示,在正点电荷Q形成的电场中,ab两点在同一等势面上,重力不计的甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线,若两个粒子经过a点时具有相同的动能,下列判断错误的是( 导学号 21993161AC )A甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有的动能相同B甲、乙两个粒子带异种电荷C若取无穷远处为零电势,则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能D两粒子经过b点时具有
11、的动能相同解析 由带电粒子的轨迹弯曲方向可知,Q对甲粒子有斥力,对乙粒子有引力,从a到c,电场力对甲做负功,动能减小,电场力对乙粒子做正功,动能增大,而两个粒子经过a点时具有相同的动能,故甲粒子经过c点时的动能小于乙粒子经过d点时的动能。故A 错误。由上可知,甲与Q是同种电荷,乙与Q是异种电荷,故甲、乙两个粒子带异种电荷。故 B 正确。由上可知甲粒子带正电,乙粒子带负电。取无穷远处为零电势,Q带正电,根据顺着电场线方向电势降低可知,c、d的电势均为正值,由公式电势能公式EPq知,甲粒子在c处电势能大于零,乙粒子在d处电势能小于零,所以甲粒子经过c点时的电势能大于乙粒子经过d点时的电势能。故 C
12、 错误。a、b位于同一等势面上,电势相等,从a到b电场力做功均为零,两个粒子经过a点时具有相同的动能,则两粒子经过b点时也具有相同的动能。故 D 正确。本题选错误的,故选 AC。8.(2018安徽省定远县高三 11 月月考)如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出),电场方向与圆周在同一平面内,ABC是圆的内接直角三角形,BAC63.5,O为圆心,半径R5cm。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为 8eV、电荷量e 的粒子,有些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达B点的粒子动能为 12eV,到达C点的粒子电势能为4eV(取O点电势为零)。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用,sin530.
13、8。下列说法正确的是( BCD )导学号 219931626A圆周上A、C两点的电势差为 16VB圆周上B、C两点的电势差为4VC匀强电场的场强大小为 100V/mD当某个粒子经过圆周上某一位置时,可以具有 6eV 的电势能,且同时具有 6eV 的动能解析 C点的电势:C4VEpC q4eV e则UOCOC0(4V)4V根据匀强电场的特点可知:UAOUOC4V则:AOUAC4V粒子在A点的动能是 8eV,在B点的动能是 12eV,根据动能定理得:WABEKBEKA12eV8eV4eV所以:UAB4V,选项 A 错误;BAUAB4V4V0V,则WAB q4eV eUBCBC0(4V)4V,故 B
14、 正确;由于B点的电势等于O点的电势等于 0,所以O与B是等势点,连接OB,则OB为匀强电场的等势面,过A点做OB的垂线交OB与D点,则AD的方向就是该电场的场强方向,如图:O点是圆心,由几何关系可知:ABOBAC63.5所以:AOB180ABOBAC18063.563.553所以:Rsin530.050.8m0.04mAD由于OBD是等势面,所以:EV/m100V/m,故 C 正确。A点的电势为 4V,UAB AD4 0.04所以粒子在A点的电势能:EpAeA4eV,粒子的总能量:EEkAEpA8eV4eV12eV,所以当某个粒子经过圆周上某一位置时,若具有 6eV 的电势能,则同时具有 6
15、eV 的动能,故 D 正确;故选 BCD。7二、非选择题9(2018吉林省白城市通榆县高三 12 月理综)如图所示,用长为 2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B置于光滑绝缘的水平面上,A球的带电量为2q,B球的带电量为3q,构成一个带电系统(它们均可视为质点,不计轻杆的质量,也不考虑两者间相互作用的库仑力)。现让小球A处在有界匀强电场区域MPNQ内。已知虚线MP位于细杆的中垂线上,虚线NQ与MP平行且间距足够长。匀强电场的电场强度大小为E,方向水平向右。释放带电系统,让它从静止开始运动,忽略带电系统运动过程中所产生的磁场影响。求:导学号 21993163(1)带电系统运动的最大速度为多少?(2)带电系统运动过程中,B球电势能增加的最大值多少?(3)带电系统回到初始位置所用时间为多少?答案:(1)vm (2)6qEL (3)t62qEL m2mL qE解析 (1) 从AB在电场中受力方向可知,小球B刚进入电场带电系统具有最大速度,从释放带电系统到小球B刚进入电场的过程中,根据动能定理有2qEL 2mv0,vmax;1 22max2qEL m(2)当带电系统速度第一次为零,B克服电场力做功最多、B增加的电势能最多,设B球在电场