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1、1第第 2 2 课时课时 电场能的性质电场能的性质1.(多选)关于静电场,下列说法正确的是( AD ) A.在电场中,电势越高的地方,负电荷在该点具有的电势能越小 B.把负电荷从 A 点移到 B 点电场力做正功,则有 UAB0 C.在电场中电场强度大的地方,电势一定高 D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 解析:由电势能与电势的关系,Ep=q,知电势越高的地方,负电荷在该点具有的电势能越小, 选项 A 正确;由电场力做功公式 WAB=qUAB,知 q0,则得 UABcC.正电荷在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能 D.将正电荷由 O 移到 b 电场力做了功解析:根据电场的对称
2、性,a,c 两点的电场强度相同,选项 A 正确;沿电场线电势降低,ac,选项 B 正确;正电荷在高电势处电势能大,选项 C 正确;将正电荷由 O 移到 b,电场力与运动方 向垂直,电场力不做功,选项 D 错误. 3.a,b,c,d 是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形的四个顶点,梯形的下底边长是上 底边长的 3 倍,电场线与梯形所在平面平行,已知 a 点的电势为 20 V,b 点的电势为 24 V,d 点的电势为 4 V,则 c 点的电势为( C )A.8 V B.12 V C.16 VD.20 V 解析:由二级结论“匀强电场中任意直线上两点间的电势差与其两点间距离成正比”可知 Ucd=3
3、Uba,所以 Ucd=12 V,所以 c 点的电势为 16 V,选项 C 正确. 4.(2017河南新乡一模)如图所示,MN 是一正点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带负 电的粒子(不计重力)从 a 到 b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论正确的是( D )A.点电荷一定位于 M 点的左侧 B.带电粒子从 a 到 b 的过程中动能逐渐减小2C.带电粒子在 a 点的加速度大于在 b 点的加速度 D.带电粒子在 a 点时的电势能大于在 b 点时的电势能 解析:根据粒子运动轨迹,其受到的电场力指向轨迹的凹侧,因粒子带负电,电场强度方向水 平向左,故点电荷位于 N 点右侧,b 点离点电荷
4、较近,粒子在 b 点受到的电场力较大,加速度 大,选项 A,C 错误;根据图示可知,电场力方向与粒子速度方向成锐角,故电场力对粒子做正 功,根据动能定理可知,粒子的动能增加,电势能减小,选项 B 错误,D 正确.5.(2016海南卷,10)(多选)如图,一带正电的点电荷固定于 O 点,两虚线圆均以 O 为圆心, 两实线分别为带电粒子 M 和 N 先后在电场中运动的轨迹,a,b,c,d,e 为轨迹和虚线圆的交点.不 计重力.下列说法正确的是( ABC )A.M 带负电荷,N 带正电荷 B.M 在 b 点的动能小于它在 a 点的动能 C.N 在 d 点的电势能等于它在 e 点的电势能 D.N 在从
5、 c 点运动到 d 点的过程中克服电场力做功 解析:由粒子运动轨迹可知 M 带负电,N 带正电.对 M 粒子由动能定理 qUab=Ekb-Eka,qUabEB,选项 A 正确;粒子从 A 到 B 动能增加,由动能定理知电场力必做正功,电势能必减小,选项 B 正确;同理由动 能定理可知 A,C 两点的电势相等,UAB=UCB,选项 D 错误;仅受电场力作用的粒子在 C,D 间做匀 速运动,所以 CD 间各点电场强度均为零,但电势是相对于零电势点而言的,可以不为零,选项 C 错误. 12.导学号 58826158(2018江西南昌质检)(多选)如图所示,虚线为某一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹
6、,M,N 为运动轨迹上两点,下列说法中正确的是( AC )5A.如果实线表示电场线,则该粒子在 M 点的动能一定小于在 N 点的 动能 B.如果实线表示等势面,则该粒子在 M 点的动能一定小于在 N 点的 动能 C.不论实线表示电场线还是等势面,粒子在 M 点的加速度一定小于在 N 点的加速度 D.不论实线表示电场线还是等势面,都不能确定 M,N 两点电势高低关系,但能确定该粒子所 带电荷的正负 解析:如果实线是电场线,做曲线运动的粒子受到的合力指向曲线的凹侧,从 M 到 N 电场力做 正功,动能增加,选项 A 正确;如果实线表示等势面,粒子从 M 到 N 电场力做负功,动能减少, 选项 B
7、错误;无论实线表示电场线还是等势面,N 点比 M 点的线要密,所以粒子在 N 点受到的 电场力大,加速度也大,选项 C 正确;无论实线表示电场线还是等势面,不能确定 M,N 两点间 电势高低关系,也不能确定该粒子所带电荷的正负,选项 D 错误. 13.导学号 58826159 如图所示,水平向右的匀强电场中,一带电微粒从 A 点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点 B 后回到与 A 在同一水平线上的 C 点,微粒从 A 到 B 过程中克服重 力做功 2.0 J,电场力做功 3.0 J,则( D )A.微粒在 A 点的电势能比在 C 点多 6.0 J B.微粒在 A 点的动能比在 B 点多 1.
8、0 J C.微粒在 A 点的机械能比在 C 点多 12.0 J D.微粒在 C 点的动能为 14.0 J 解析:因微粒在竖直方向做竖直上抛运动,水平方向在电场力作用下做初速度为零的匀加速直线运动,所以微粒从 A 到 B 和从 B 到 C 的时间相同,xAB= at2,xAC= a(2t)2,所以 xAC=4xAB,则电场力做功 WAC=4WAB=12 J,微粒从 A 到 C 电场力做功为 12.0 J,所以微粒在 A 点的电势能 比在 C 点多 12.0 J,微粒在 A 点的机械能比在 C 点少了 12.0 J,选项 A,C 错误;微粒从 A 到 B 由动能定理知 Ek=3.0 J-2.0 J
9、=1.0 J,即微粒在 A 点的动能比在 B 点少 1.0 J,选项 B 错误;由题知微粒在 A 点时动能为 2.0 J,由 A 到 C 电场力做功 12.0 J,重力做功为 0,微粒 在 C 点的动能为 14.0 J,选项 D 正确. 14.导学号 58826160(2018湖北黄冈模拟)有一带负电的小球,其带电荷量 q=-210-4 C,如图所示,开始时静止在电场强度为 E=2103 V/m 的匀强电场中的 P 点,靠近极板 B 有一挡 板 S,小球与挡板 S 的距离 h=4 cm,与 A 板的距离 H=36 cm,小球的重力忽略不计,在电场力作用下小球向左运动,与挡板 S 相碰后电荷量减
10、少到碰前的 k 倍,已知 k= ,碰撞过程中小球的机械能没有损失.6(1)设匀强电场中挡板 S 所在位置的电势为零,则小球开始在 P 点时的电势能为多少? (2)小球第一次被弹回到达最右端时距 S 板的距离为多少? (3)小球从 P 点出发到第一次到达最右端的过程中,电场力对小球做了多少功? 解析:(1)SP 间的电势差USP=S-P=Eh=21030.04 V=80 V, 因 S=0, 所以 P=-80 V 所以小球在 P 点时的电势能Ep=qP=-210-4(-80)J=0.016 J.(2)设小球与 S 碰撞时速度大小为 v,小球第一次从 P 到 S 有-qEh= mv2,设小球第一次被弹回至最右端距 S 板的距离为 h1,有(-kq)Eh1= mv2所以 h1= h4.6 cm.(3)由动能定理知小球从 P 点出发到碰撞前有W1= mv2碰撞后至到达最右端有 W2=0- mv2则电场力做的总功 W=W1+W2=0 答案:(1)0.016 J (2)4.6 cm (3)0
