【走向高考】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 第2講 電場能的性質(zhì)

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1、第6章 第2講 一、選擇題 1．(2020·全國Ⅰ理綜)關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普遍成立的是(　　) A．電場強(qiáng)度大的地方電勢高，電場強(qiáng)度小的地方電勢低 B．電場中任意兩點之間的電勢差只與這兩點的場強(qiáng)有關(guān) C．在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中，場強(qiáng)方向都指向電勢降低最快的方向 D．將正點電荷從場強(qiáng)為零的一點移動到場強(qiáng)為零的另一點，電場力做功為零 [答案]　C [解析]　本題考查電場的有關(guān)知識，深入理解概念的內(nèi)涵與外延是題解的關(guān)鍵．電場強(qiáng)度的大小與電勢的高低沒有直接關(guān)系，故選項A錯誤；電勢差與電場強(qiáng)度及兩點沿場強(qiáng)方向的距離都有關(guān)系，故選項B錯誤；電場強(qiáng)度方向指向電場中電勢降落最

2、快的方向，故選項C正確；電場力做功W＝qU，與兩點間的電勢差有關(guān)，而與兩點間的場強(qiáng)無關(guān)，故選項D錯誤． 2．如圖所示，在電場中，一個負(fù)電荷從C點分別沿直線移到A點和B點，在這兩個過程中，均需克服電場力做功，且做功的值相同，有可能滿足這種做功情況的電場是(　　) A．正y方向的勻強(qiáng)電場 B．正x方向的勻強(qiáng)電場 C．在第Ⅰ象限內(nèi)有負(fù)點電荷 D．在第Ⅳ象限內(nèi)有負(fù)點電荷 [答案]　ACD [解析]　由于負(fù)電荷從C點分別到A點和B點，電場力分別做了相同數(shù)量的負(fù)功，表明A、B兩點必在電場中的同一等勢面上，如果電場是沿正y方向的勻強(qiáng)電場，則A、B為同一等勢面上的點，故A項正確．如果在AB的

3、中垂線上的上下某處放一負(fù)電荷，則點A、B也是同一等勢面上的點，同樣也可滿足題給條件，故選項ACD正確． 3．(2020·天津理綜) 在靜電場中，將一正電荷從a點移到b點，電場力做了負(fù)功，則(　　) A．b點的電場強(qiáng)度一定比a點大 B．電場線方向一定從b指向a C．b點的電勢一定比a點高 D．該電荷的動能一定減小 [答案]　C [解析]　本題考查了電場力做功、電勢、電場線、電場強(qiáng)度等概念． 正電荷從a點移到b點電場力做負(fù)功，說明a點電勢低于b點電勢，故選項C正確；a、b兩點的電場強(qiáng)度大小，無法判斷，故選項A錯誤；題目中只證明b點電勢高，該兩點不一定在同一條電場線上，所以電場線方向

4、不一定由b指向a，故選項B錯誤；此題中電場力雖做負(fù)功，但若有其它外力做正功，則動能的大小變化無法判斷，故選項D錯誤． 4．(2020·遼寧錦州期末)如圖所示，a、b、c為電場中同一條水平方向電場線上的三點，c為ab中點．a(chǎn)、b電勢分別為Ua＝5V，Ub＝3V，下列敘述正確的是(　　) A．該電場在c點處的電勢一定為4V B．a(chǎn)點處的場強(qiáng)Ea一定大于b點處的場強(qiáng)Eb C．一正電荷從c點運(yùn)動到b點電勢能一定減少 D．一正電荷運(yùn)動到c點時受到的電場力由c指向a [答案]　C [解析]　一條電場線不能判斷出該電場是否為勻強(qiáng)電場，選項A、B均錯；由UA>UB可知，電場的方向由a指向b，

5、故選項C正確而D錯誤． 5．(2020·福建泉州3月質(zhì)檢)如圖所示，實線為電場線，虛線為帶電粒子(不計重力)的運(yùn)動軌跡，電場中A、B兩點的電勢分別為φA、φB，粒子在A、B兩點的速度大小分別為vA、vB，加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB, 則下列關(guān)系中正確的是(　　) A．φA>φB　　　　　　　　 B．vA>vB C．a(chǎn)A>aB D．EpAφA，選項A錯誤；由電場線的疏密可知，選項C正確；電場力指向軌跡的凹向，故從A到B電場力做正功，電勢能減少，動能增加，選項B、D均錯． 6．

6、(2020·浙江寧波期末)如圖所示的勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作為頂點構(gòu)成一正方體空間，電場方向與面ABCD垂直，下列說法正確的是(　　) A．AD兩點間電勢差UAD與AA′兩點間電勢差UAA′相等 B．帶正電的粒子從A點沿路徑A→D→D′移到D′點，電場力做正功 C．帶負(fù)電的粒子從A點沿路徑A→D→D′移到D′點，電勢能減小 D．同一帶電粒子從A點沿對角線移到C′點與從A點沿路徑A→B→B′移動到B′電場力做功相同 [答案]　BD [解析]　由圖可知，φA＝φD，而φA>φA′，故選項A錯誤；由φA>φD′可知，選項B正確；而帶負(fù)電的粒子從A

7、點移到D′點，電場力做負(fù)功，電勢能增加，選項C錯誤；φB′＝φC′，故選項D正確． 7．(2020·山東濟(jì)南一模)一帶電粒子在電場中僅在電場力作用下，從A點運(yùn)動到B點，速度隨時間變化的圖象如圖所示，tA、tB分別是帶電粒子到達(dá)A、B兩點時對應(yīng)的時刻，則下列說法中正確的有(　　) A．A處的場強(qiáng)一定大于B處的場強(qiáng) B．A處的電勢一定高于B處的電勢 C．電荷在A處的電勢能一定小于在B處的電勢能 D．電荷從A到B的過程中，電場力一定對電荷做正功 [答案]　AD [解析]　由v－t圖可知，a A>aB，由a＝可知，選項A正確；從A到B，粒子動能增加，故電場力做正功，電勢能減少，選項D

8、正確而選項C不正確；由于帶電粒子電性未知，故無法確定兩點的電勢的高低，選項B錯誤． 8．(2020·山東濰坊)如圖所示，Q1、Q2為兩個固定點電荷，其中Q1帶正電，它們連線的延長線上有a、b兩點．一正試探電荷以一定的初速度沿直線從b點開始經(jīng)a點向遠(yuǎn)處運(yùn)動，其速度圖象如圖所示，則(　　) A．Q2帶正電 B．Q2帶負(fù)電 C．試探電荷從b到a的過程中電勢能增大 D．試探電荷從b到a的過程中電勢能減小 [答案]　BC [解析]　由題圖可知，由試探電荷從b－a做減速運(yùn)動可以判出，Q2帶負(fù)電，選項B正確；試探電荷從b－a動能減少，故電勢能增大，選項C正確． 二、非選擇題 9．(20

9、20·?？?如圖所示，把電量為－5×10－9C的電荷，從電場中的A點移到B點，其電勢能________(選填“增大”、“減小”或“不變”)；若A點的電勢UA＝15V，B點的電勢UB＝10V，則此過程中電場力做的功為________J. [答案]　增大　－2.5×10－8 [解析]　負(fù)電荷受的電場力方向逆著電場線的方向，電荷從A點移到B點的過程中，電場力對其做負(fù)功，電勢能增大；電場力做功WAB＝qUAB＝(－5×10－9)×(15－10)J＝－2.5×10－8J. 10．雷雨天的閃電是雷暴云中正電荷區(qū)與負(fù)電荷區(qū)的電場大到一定程度時，空氣被擊穿形成的．假設(shè)兩帶電的云團(tuán)某一時刻相距500m

10、發(fā)生閃電，兩云團(tuán)間的電場可看做場強(qiáng)為2×106N/C的勻強(qiáng)電場，則此時兩云團(tuán)間的電勢差為__________V．假設(shè)閃電持續(xù)時間為0.2s，形成的電流大小約為300A，則在這次閃電中釋放的電能約為__________J. [答案]　109　6×1010 [解析]　云團(tuán)間的電勢差U＝Ed＝109V，釋放的電能E電能＝UIt＝6×1010J. 11．一長為L的細(xì)線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場中．開始時，將細(xì)線與小球拉成水平，小球靜止在A點，釋放后小球由靜止開始向下擺動，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角時，小球到達(dá)B點速度恰好為零．試求： (1)A

11、、B兩點的電勢差UAB； (2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大??； (3)小球到達(dá)B點時，細(xì)線對小球的拉力大?。? [答案]　(1)mgL/2q　(2)mg/q　(3)mg [解析]　(1)小球由A→B過程中，由動能定理： mgLsin60°－qUAB＝0 所以UAB＝mgL/(2q) (2)E＝＝mg/q (3)小球在AB間擺動，由對稱性知，B處細(xì)線拉力與A處細(xì)線拉力相等，而在A處，由水平方向平衡有 TA＝Eq＝mg 所以TB＝TA＝mg 或在B處，沿細(xì)線方向合力為零，有 TB＝Eqcos60°＋mgcos30°＝mg 12．(2020·啟東)如圖所示，傾角為θ的斜面處于豎直向下的

12、勻強(qiáng)電場中，在斜面上某點以初速度v0水平拋出一個質(zhì)量為m的帶正電小球，小球在電場中受到的電場力與小球所受的重力相等，地球表面重力加速度為g，設(shè)斜面足夠長．問： (1)小球經(jīng)多長時間落到地面？ (2)從水平拋出至落到斜面的過程中，小球的電勢能如何變化？變化了多少？ [答案]　(1)　(2)減小　mv02tan2θ [解析]　(1)由題意分析，小球受力如圖所示 小球在空中的運(yùn)動可分解為：水平方向的初速度為v0的勻速直線運(yùn)動及豎直方向初速度為零，加速度為2g的勻加速運(yùn)動． 小球落至斜面時：x＝v0t?、? y＝·2g·t2?、? tanθ＝　③ 聯(lián)立①②③解得t＝?、? (2)

13、小球向下運(yùn)動過程中電場力做正功，故電勢能減?。? 由電場力做功與電勢能變化關(guān)系可知： ΔE＝Eq·y?、? 由②④⑤得ΔE＝mv02tan2θ 13．(2020·寧德)如圖所示，半徑為R的環(huán)形塑料管豎直放置，AB為該環(huán)的水平直徑，且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，環(huán)的AB及以下部分處于水平向左的勻強(qiáng)電場中，管的內(nèi)壁光滑．現(xiàn)將一質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q的小球從管中A點由靜止釋放，已知qE＝mg.求： (1)小球釋放后，第一次經(jīng)過最低點D時的速度和對管壁的壓力； (2)小球釋放后，第一次經(jīng)過最高點C時管壁對小球的作用力． [答案]　(1)5mg，方向向下　(2)mg，方向向下 [解析]　(1)小球從A至D點，由動能定理 mgR＋qER＝mv12 v1＝2 由牛頓第二定律 FN－mg＝m FN＝5mg 由牛頓第三定律 FN＝FN′ 小球?qū)鼙诘膲毫?mg，方向向下 (2)小球第一次經(jīng)過C點時，由動能定理 －mgR＋qE·2R＝mv22 設(shè)在C點管壁對小球的作用力方向向下 mg＋FC＝m 解得FC＝mg FC的方向向下