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1、高中物理2.2研究电场的能的性质(一)自我小测沪科版选修3-1研究电场的能的性质(一)1在电场中移动正电荷时,如果外力克服电场力对电荷做功,则一定是()A顺着电场线方向移动 B逆着电场线方向移动C电势能增大 D电势能减小2下列说法中,正确的是()A沿着电场线的方向移动正电荷,电势能一定增大B沿着电场线的方向移动正电荷,电势能一定减小C沿着电场线的方向移动负电荷,电势能一定减小D沿着电场线的方向移动负电荷,电势能一定增大3下列说法中,正确的是()A把两个同种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加B把两个同种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加C把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷
2、的电势能一定增加D把两个异种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加4如图中A、B两点放有电荷量Q和2Q的点电荷,A、B、C、D四点在同一直线上,且ACCDDB,将一正电荷从C点沿直线移到D点,则()A电场力一直做正功B电场力先做正功再做负功C电场力一直做负功D电场力先做负功再做正功5如下图所示,B、C、D三点都在以点电荷Q为圆心,半径为r的圆弧上,将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做功是 ()AWABWAC BWADWABCWACWAD DWABWAC6如下图所示,Q1和Q2是两个固定的负点电荷,在它们的连线上有a、b、c三点,其中b点的合场强为零,现将另一正点电荷q由a
3、点沿连线移动到c点,在移动的过程中,点电荷q的电势能变化是()A不断减少 B不断增加C先增加后减少 D先减少后增加7带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如下图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v0,则一定有()A电场力与重力大小相等B粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小C电场力所做的功一定等于重力所做功的绝对值D电势能的减小一定等于重力势能的增大8(2009湖北八校联考)如下图所示,一绝缘细杆的两端各固定着一个小球,两小球带有等量异号的电荷,处于匀强电场中,电场方向如图中箭头所示。开始时,细杆与电场方向垂直,即在图中所示的位置;接着使细杆绕其中心转过90,到达图
4、中所示的位置;最后,使细杆移到图中所示的位置。以W1表示细杆由位置到位置过程中电场力对两小球所做的功,W2表示细杆由位置到位置过程中电场力对两小球所做的功,则有()AW10,W20 BW10,W20CW10,W20 DW10,W209在静电场中,将一负电荷由a点移到b点,该电荷电荷量为q2.0107 C。在移动过程中,除电场力做功之外,其他力做功为6.0105 J,而电荷的动能增加了8.0105 J。则电场中a、b两点间的电势差为多少?10如下图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电
5、荷量为q、套在杆上的带负电荷小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2。求:(1)小球滑至C点时的速度的大小;(2)A、B两点间的电势差。11下图是一匀强电场,已知场强E2102 N/C。现让一个电荷量q4108 C的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离s30 cm。试求:(1)电荷从M点移到N点电势能的变化。(2)M、N两点间的电势差。参考答案1解析:外力克服电场力做功,即外力与电场力的方向相反,由于没强调是否沿电场线运动,故B项是错误的,若强调沿电场线运动,则B项就是正确的。只有C对。答案:C2解
6、析:沿着电场线的方向移动正电荷,电场力做正功,电势能减小;沿着电场线的方向移动负电荷,电场力做负功,电势能增加。答案:BD3解析:只要克服电场力做功,就是电场力做负功,电势能就一定增加。答案:BC4解析:由于A、B两点均放有带正电的点电荷,在A、B连线上有一点合场强必为零。设该点为E,且距A点距离为x,A、B两点间的距离为L,根据点电荷场强公式和场的叠加原理有kk,解得x(1)L。可见E点在C、D之间,E点左侧合场强方向水平向右,E点右侧合场强方向水平向左,所以将一正电荷从C点沿直线移到D点的过程中,电场力先做正功再做负功,故B选项正确。答案:B5解析:由WqU,又UABUACUAD,故D正确
7、。答案:D6解析:因为b点的合场强为零,故ab间场强方向向左,bc间场强方向向右。正电荷q由a点移到c点,电场力先做负功再做正功,q的电势能先增加后减少。答案:C7解析:水平方向EqLmv,在竖直方向上mgL0mv,又由于水平方向和竖直方向都是匀变速运动,初末速度相等,时间相等,由vv0at可知a相等,故mgEq,结合以上两式可知LL,故A、B正确,C也正确。又重力势能的增加为mgL,电势能的减小为EqL,故D正确。所以答案为A、B、C、D。答案:ABCD8解析:电场力做功只与带电小球的始末位置有关,设细杆长L,细杆由位置转到位置,电场力对正、负带电小球都做正功,大小都为Eq,所以W12EqE
8、qL0,杆由位置移动到位置,电场力对带正电荷的小球做正功,对带负电荷的小球做负功,设上移距离为x,则功的大小都为xEq,W2xEqxEq0,所以C选项正确。答案:C9解析:设电场力做功为WF,其他力做功为W,动能改变量为Ek。则根据动能定理可得WFWEk,WFEkW2.0105 J。根据功能关系WFEpq(ab)可得:ab1.0102 V。10解析:(1)因B、C两点电势相等,故小球从B到C的过程中电场力做的总功为零。由几何关系可得BC的竖直高度hBC。根据动能定理有mg。解得vC。(2)因为电势差UABUAC,小球从A到C,重力和电场力均做正功,由动能定理有:mg3RqUACmv。故UABU
9、AC。11解析:(1)由图可知,负电荷在该电场中所受电场力F方向向左。因此从M点移到N点,电荷克服电场力做功,电势能增加,增加的电势能E等于电荷克服电场力做的功W。电荷克服电场力做功为WqEs410821020.3 J2.4106 J。即电荷从M点移到N点电势能增加了2.4106 J。(2)从M点到N点电场力对电荷做负功为WMN2.4106 J。则M、N两点间的电势差为UMN V60 V。即M、N两点间的电势差为60 V。答案:(1)电势能增加2.4106 J(2)UMN60 V应用公式U进行计算时,如果W和q均带入各自的“”或“”,那么计算出的电势差U若为正值,表示起点比末点电势高;若为负值,表示起点比末点电势低。5