（江浙選考1）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 靜電場 考點強化練19 電場能的性質(zhì)

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1、考點強化練19　電場能的性質(zhì) 1.如圖所示為電場中的一條電場線,在這條直線上有a、b兩點,用Ea、Eb表示a、b兩處的電場強度大小,則(　　) A.因為電場線從a指向b,所以Ea>Eb B.因為電場線從a指向b,所以b點的電勢比a點電勢低 C.因為電場線是直線,所以Ea=Eb D.在a點由靜止釋放一正的點電荷,電荷將做勻加速直線運動 2.對于電場中的A、B兩點,下列說法正確的是(　　) A.公式UAB=說明兩點間的電勢差UAB與靜電力做功WAB成正比,與移動電荷的電荷量q成反比 B.A、B兩點間的電勢差等于將正電荷從A點移到B點時靜電力所做的功 C.1 C的正電荷從A

2、點移到B點,靜電力做1 J的功,則這兩點間的電勢差為1 V D.若電荷由A點移到B點的過程中,除受靜電力外,還受其他力的作用,電荷電勢能的變化就不再等于靜電力所做的功 3.一個帶正電的質(zhì)點,電荷量q=2.0×10-9 C,在靜電場中由a點移到b點,在這個過程中,除電場力外,其他外力做的功為6.0×10-5 J,質(zhì)點的動能增加了8.0×10-5 J,則a、b兩點間電勢差Uab為(　　) A.1×104 V B.-1×104 V C.4×104 V D.-7×104 V 4.如圖所示,勻強電場中的六個點A、B、C、D、E、F為正八面體的六個頂點,已知BE中點O的電勢為零,A、B、C三點的

3、電勢分別為7 V、-1 V、3 V,則E、F兩點的電勢分別為(　　) A.2 V、-2 V B.1 V、-3 V C.1 V、-5 V D.-2 V、-4 V 5.如圖所示,虛線A、B、C表示某電場中的三個等勢面,相鄰等勢面間的電勢差相等,一電子從右側(cè)垂直等勢面A向左進(jìn)入電場,運動軌跡與等勢面分別交于a、b、c三點,若電子僅受到電場力作用,其在a、b、c三點的速度大小分別為va、vb、vc,則(　　) A.三個等勢面的電勢大小為φC>φB>φA B.電子由a到b電場力做功等于由b到c電場力做功 C.電子在a、b、c三點的速度關(guān)系vb>vc>va D.電子在a、b、c三點的

4、電勢能關(guān)系EpA>EpB>EpC 6.(多選)如圖所示,圖中a、b為豎直向上的電場線上的兩點,一帶電質(zhì)點在a點由靜止釋放,沿電場線向上運動,到b點恰好速度為零,下列說法中正確的是 (　　) A.帶電質(zhì)點在a、b兩點所受的電場力都是豎直向上的 B.a點的電勢比b點的電勢高 C.帶電質(zhì)點在a點的電勢能比在b點的電勢能小 D.a點的電場強度比b點的電場強度大 7.如圖所示,A、B、C、D、E、F、G、H是圓O上的8個點,圖中虛線均過圓心O點,B和H關(guān)于直徑AE對稱,且∠HOB=90°,AE⊥CG,M、N關(guān)于O點對稱?，F(xiàn)在M、N兩點放置等量異種點電荷,則下列各點中電勢和電場強度均相同的

5、是(　　) A.B點和H點 B.B點和F點 C.H點和D點 D.C點和G點 8.如圖所示,在豎直平面內(nèi),光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點,在圓心處有一固定的正點電荷,B點為AC的中點,C點位于圓周的最低點。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q,套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點)從A點由靜止開始沿桿下滑。已知重力加速度為g,A點距過C點的水平面的豎直高度為3R,小球滑到B點時的速度大小為2。 (1)求小球滑至C點時的速度大小; (2)求A、B兩點間的電勢差UAB; (3)若以C點為參考點(零電勢點),試確定A點的電勢。 9.如圖所示,在一點電荷的電

6、場中有三個等勢面,與電場線的交點依次為a、b、c,它們的電勢分別為12 V、8 V和3 V,一帶電粒子從一等勢面上的a點由靜止釋放,粒子僅在電場力作用下沿直線由a點運動到c點,已知粒子經(jīng)過b點時速度為v,則(　　) A.粒子一定帶負(fù)電 B.長度ab∶bc=4∶5 C.粒子經(jīng)過c點時速度為v D.粒子經(jīng)過c點時速度為v 10.(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2 V。一電子經(jīng)過a時的動能為10 eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6 eV。下列說法正確的是(　　) A.平面c上的電勢為零 B.該電子可能到達(dá)不了平

7、面f C.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4 eV D.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍 11.如圖所示,A、B、C、D、E、F為勻強電場中一個邊長為1 m的正六邊形的六個頂點(勻強電場和六邊形所在平面平行),B、C、F三點電勢分別為1 V、2 V、3 V,則下列說法正確的是 (　　) A.D點的電勢為4.5 V B.電子在B點的電勢能比在C點低1 eV C.電子從B點到E點電場力做功為-3 eV D.勻強電場的場強大小為 V/m 12.(2017~2018學(xué)年浙江寧波北侖中學(xué)高一下)如圖所示,勻強電場E的方向水平向左,帶有正電荷的物體沿絕緣水平面向右運動,經(jīng)過A點時

8、動能是200 J,經(jīng)過B點時,動能是A點的20%,減少的動能有60%轉(zhuǎn)化成電勢能,那么當(dāng)它再次經(jīng)過B點時的動能為(　　) A.4 J B.8 J C.16 J D.20 J 13.如圖所示,在O點放置一個正電荷,在過O點的豎直平面內(nèi)的A點,自由釋放一個帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點,O、C在同一水平線上,∠BOC=30°,A距離OC的豎直高度為h。若小球通過B點的速度為v,試求: (1)小球通過C點的速度大小。 (2)小球由A到C的過程中電勢能的增加量。

9、 考點強化練19　電場能的性質(zhì) 1.B　一根電場線無法確定其疏密情況,也就無法判斷電場強弱的問題和靜電力大小,選項A、C、D均錯;而沿著電場線方向電勢逐漸降低,選項B正確。 2.C　A、B兩點間的電勢差由電場本身決定,與移動的電荷及靜電力做功無關(guān),在數(shù)值上等于將單位正電荷從A點移到B點時靜電力所做的功,選項A、選項B錯誤,選項C正確;不管電荷是否受其他力的作用,電荷電勢能的變化總等于靜電力所做的功,選項D錯誤。 3.A　設(shè)電場力做功為W,由動能定理知W+6.0×10-5 J=8.0×10-5 J,可求得W=2.0×10-5 J,因此a、b兩點間的電勢差Uab==1×104 V。故選A

10、。 4.B　在勻強電場中,由公式U=Ed知,沿著任意方向前進(jìn)相同距離,電勢差必定相等。由BO=OE有φB-φO=φO-φE,得φE=2φO-φB=0-(-1 V)=1 V,由AC∥EF,且AC=EF,有φA-φC=φE-φF,得φF=φC+φE-φA=3 V+1 V-7 V=-3 V,B正確。 5.B　根據(jù)電子運動的軌跡可判斷電場力對電子做負(fù)功,電子的電勢能增大,即EpAφB>φC,故選項A、D錯誤;根據(jù)題意相鄰等勢面間的電勢差相等,則根據(jù)公式W=qU可知電子由a到b電場力做功等于由b到c電場力做功,故選項B正確;由于電場力對電子做負(fù)功,電子的電勢能增

11、大,則動能減小,由于電子質(zhì)量不變,故電子在a、b、c三點的速度關(guān)系vc

12、場線分布情況如圖所示,電場線的切線代表電場的方向,疏密程度代表電場強度的大小,可知電勢和電場強度相同的點為C點和G點,選項D正確,A、B、C錯誤。 8.答案 (1)vC= (2)UAB=-　(3)φA=- 解析 (1)由幾何關(guān)系可得BC的豎直高度hBC=R。因B、C兩點電勢相等,故小球從B到C的過程中電場力做功為零。對小球從B到C過程應(yīng)用動能定理,有mgR=, 解得vC= (2)對小球從A到B過程應(yīng)用動能定理,有:mg·R+WAB= WAB=mgR; UAB==- (3)因φB=φC,故UAB=UAC=-; 又UAC=φA-φC,φC=0, 因此φA=φC+UAC=-

13、 9.C　根據(jù)a、b、c三點的電勢可知,電場線方向由a指向c,帶電粒子由靜止從a點運動到c點,是順著電場線移動,所以粒子帶正電,A錯誤;點電荷形成的電場不是勻強電場,不能用U=Ed來計算電勢差與電場強度及兩點間距離的關(guān)系,B錯誤;由動能定理得:qUab=mv2,qUbc=mv2,且Uab=4 V,Ubc=5 V,計算得:vc=v,C正確;D錯誤。 10.AB　虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,一電子經(jīng)過a時的動能為10 eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6 eV,動能減小了6 eV,電勢能增加了6 eV,因此等勢面間的電勢差為2 V,因平面b上的電勢為2 V,

14、由于電子的電勢能增加,等勢面由a到f是降低的,因此平面c上的電勢為零,故A正確;由上分析可知,當(dāng)電子由a向f方向運動,則電子到達(dá)平面f的動能為2 eV,由于題目中沒有說明電子如何運動,因此也可能電子在勻強電場中做拋體運動,則可能不會到達(dá)平面f,故B正確;在平面b上電勢為2 V,則電子的電勢能為-2 eV,動能為8 eV,電勢能與動能之和為6 eV,當(dāng)電子經(jīng)過平面d時,動能為4 eV,其電勢能為2 eV,故C錯誤;電子經(jīng)過平面b時的動能是平面d的動能2倍,電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的倍,故D錯誤。 11.D　因UC-UB=UE-UF,則UE=4 V;FC連線中點的電勢為U0=2.5 V,

15、則由UO-UC=UE-UD可知UD=3.5 V,選項A錯誤;B點電勢比C點低1 V,則電子在B點的電勢能比在C點高1 eV,選項B錯誤;E點電勢比B點高3 V,電子從B點到E點電場力做功為3 eV,選項C錯誤;可求得A點的電勢為UA=1.5 V,設(shè)電場強度方向與CB夾角為θ,則Elcos θ=UC-UB=1 V;同理Elcos(120°-θ)=UA-UB=0.5 V;聯(lián)立解得E= V/m,選項D正確。 12.B　設(shè)物體向右運動到C點靜止,然后返回,AB間距離為x1,BC間距離為x2,由動能定理得: -(Ff+qE)x1=EkA-EkA=-EkA=-160 J -(Ff+qE)x2=0-E

16、kA=-40 J 所以x2=x1 又據(jù)題qEx1=(EkA)×=160× J=96 J 則qEx2=×96 J=24 J,即由B到C,電勢能增加24 J,所以克服摩擦力做功Ff·x2=16 J。 因此,由B到C再回到B的過程中,-2Ff·x2=EkB'-EkB 所以EkB'=EkB-2Ffx2=EkA-2Ffx0=40-2×16=8 J,故選B。 13.答案 (1)　(2)mgh-mv2-mgR 解析 (1)因B、C兩點電勢相等,小球由B到C只有重力做功,由動能定理得: mgR·sin 30°=mv2 得:vC=。 (2)由A到C應(yīng)用動能定理得: WAC+mgh=-0 得:WAC=-mgh=mv2+mgR-mgh。 由電勢能變化與電場力做功的關(guān)系得: ΔEp=-WAC=mgh-mv2-mgR。 5