2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場 第53講 電場能的性質(zhì)加練半小時(shí) 教科版

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1、 第53講 電場能的性質(zhì)加練 [方法點(diǎn)撥]　(1)電勢能、電勢、電勢差、電場力的功及電荷量是標(biāo)量，但都有正負(fù)．涉及到它們的計(jì)算要注意正負(fù)號(hào)問題．(2)電場中某一點(diǎn)的電勢等于各點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電勢的代數(shù)和． 1．(多選)(2017·江西省重點(diǎn)中學(xué)盟校第一次聯(lián)考)如圖1所示，在一個(gè)勻強(qiáng)電場中有一個(gè)三角形ABC，AC的中點(diǎn)為M，BC的中點(diǎn)為N.將一個(gè)帶正電的粒子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場力做功為WAB＝6.0×10－9J．則以下分析正確的是(　　) 圖1 A．若將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場力做功WMN可能小于3.0×10－9J B．若將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電勢能減少3.0×10－

2、9J C．若將該粒子由B點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場力做功為－3.0×10－9J D．若被移動(dòng)的粒子的電荷量為＋2×10－9C，可求得A、B之間的電勢差UAB為3V 2．(多選)(2017·天津五區(qū)縣模擬)空間有一與紙面平行的勻強(qiáng)電場，紙面內(nèi)的A、B、C三點(diǎn)位于以O(shè)點(diǎn)為圓心，半徑為10cm的圓周上，并且∠AOC＝90°，∠BOC＝120°，如圖2所示．現(xiàn)把一個(gè)電荷量q＝1×10－5C的正電荷從A移到B，電場力做功－1×10－4J；從B移到C，電場力做功為3×10－4J，則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向和大小是(　　) 圖2 A．場強(qiáng)大小為200V/m B．場強(qiáng)大小為200V/m C．場強(qiáng)方向垂直

3、OA向右 D．場強(qiáng)方向垂直O(jiān)C向下 3．(2018·四川成都模擬)如圖3所示，孤立點(diǎn)電荷＋Q固定在正方體的一個(gè)頂點(diǎn)上，與＋Q相鄰的三個(gè)頂點(diǎn)分別是A、B、C，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)相同 B．A、B、C三點(diǎn)的電勢相等 C．A、B、C三點(diǎn)所在的平面為一等勢面 D．將一電荷量為＋q的檢驗(yàn)電荷由A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到B點(diǎn)的過程中電勢能始終保持不變 4．(2017·安徽省皖南八校第二次聯(lián)考)如圖4所示，豎直線OO′是等量異種電荷＋Q和－Q連線的中垂線，A、B、C的位置如圖所示，且都處于一矩形金屬空腔內(nèi)．下列說法正確的是(　　) 圖4 A．A、B、C三

4、點(diǎn)電勢大小關(guān)系是φA＝φC<φB B．A、B、C三點(diǎn)電勢大小關(guān)系是φA＝φC>φB C．金屬空腔上的感應(yīng)電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場強(qiáng)方向均水平向右 D．金屬空腔上的感應(yīng)電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場強(qiáng)大小關(guān)系是EB>EC>EA 5．(2018·陜西商洛模擬)如圖5所示，虛線a、b、c代表電場中一簇等勢面．相鄰等勢面之間的電勢差相等，實(shí)線為一帶電質(zhì)點(diǎn)(重力不計(jì))僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知(　　) 圖5 A．a(chǎn)、b、c三個(gè)等勢面中，a的電勢最高 B．電場中Q點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小比P點(diǎn)處大 C．該帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)處受到的電場力比在Q點(diǎn)處

5、大 D．該帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在Q點(diǎn)具有的電勢能大 6．(多選)(2018·吉林公主嶺一中模擬)位于正方形四角上的四個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場線分布如圖6所示，ab、cd分別是正方形兩條邊的中垂線，O點(diǎn)為中垂線的交點(diǎn)，P、Q分別為cd、ab上的點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　) 圖6 A．P、O兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為φP＝φO B．P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小關(guān)系為EQ>EP C．若在O點(diǎn)放一正點(diǎn)電荷，則該正點(diǎn)電荷受到的電場力不為零 D．若將某一負(fù)電荷由P點(diǎn)沿著圖中曲線PQ移到Q點(diǎn)，電場力做功為零 7．(2017·山東濱州一模)一帶電粒子在勻強(qiáng)電場中僅在電場力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡如圖7虛線所示

6、，在粒子運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法中正確的是(　　) 圖7 A．粒子帶負(fù)電 B．粒子的速度一定減小 C．任意相等時(shí)間內(nèi)，初末兩位置電勢差相等 D．任意相等時(shí)間內(nèi)速度變化量相同 8．(多選)如圖8所示，勻強(qiáng)電場中的A、B、C、D點(diǎn)構(gòu)成一位于紙面內(nèi)的平行四邊形，電場強(qiáng)度的方向與紙面平行，已知A、B兩點(diǎn)的電勢分別為φA＝12V，φB＝6V，則C、D兩點(diǎn)的電勢可能分別為(　　) 圖8 A．9V、18V B．9V、15V C．0V、6V D．6V、0V 9．(多選)(2017·江西省九校聯(lián)考)如圖9所示，已知某勻強(qiáng)電場方向平行正六邊形ABCDEF所在平面，若規(guī)定D點(diǎn)電勢為零，則A、

7、B、C的電勢分別為8V、6V、2V，初動(dòng)能為16eV、電荷量大小為3e(e為元電荷)的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場，恰好經(jīng)過BC的中點(diǎn)G.不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是(　　) 圖9 A．該粒子一定帶正電 B．該粒子達(dá)到G點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為4eV C．若該粒子以不同速率從D點(diǎn)沿DF方向入射，該粒子可能垂直經(jīng)過CE D．只改變粒子在A點(diǎn)初速度的方向，該粒子不可能經(jīng)過C點(diǎn) 10．(2017·山東煙臺(tái)一模)直線mn是某電場中的一條電場線，方向如圖10所示．一帶正電的粒子只在電場力的作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，軌跡為一拋物線，φa、φb分別為a、b兩點(diǎn)的電勢．下列說法中正確的是(　　)

8、 圖10 A．可能有φa<φb B．該電場可能為點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場 C．帶電粒子在b點(diǎn)的動(dòng)能一定大于在a點(diǎn)的動(dòng)能 D．帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中電勢能一定一直減小 11．(2017·福建龍巖3月質(zhì)檢)以無窮遠(yuǎn)處的電勢為零，在電荷量為q的點(diǎn)電荷周圍某點(diǎn)的電勢可用φ＝計(jì)算，式中r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離，k為靜電力常量．兩電荷量大小均為Q的異種點(diǎn)電荷固定在相距為L的兩點(diǎn)，如圖11所示．現(xiàn)將一質(zhì)子(電荷量為e)從兩點(diǎn)電荷連線上的A點(diǎn)沿以電荷＋Q為圓心、半徑為R的半圓形軌跡ABC移到C點(diǎn)，質(zhì)子從A移到C的過程中電勢能的變化情況為(　　) 圖11 A．增加 B．增加 C．減少 D．減少

9、 12．(2017·山東泰安一模)如圖12所示，＋Q為固定的正點(diǎn)電荷，虛線圓是其一條等勢線．兩電荷量相同、但質(zhì)量不相等的粒子，分別從同一點(diǎn)A以相同的速度v0射入，軌跡如圖中曲線，B、C為兩曲線與圓的交點(diǎn)．a(chǎn)B、aC表示兩粒子經(jīng)過B、C時(shí)的加速度大小，vB、vC表示兩粒子經(jīng)過B、C時(shí)的速度大?。挥?jì)粒子重力，以下判斷正確的是(　　) 圖12 A．a(chǎn)B＝aC　vB＝vC B．a(chǎn)B>aC　vB＝vC C．a(chǎn)B>aC　vBvC 13．(2017·山東臨沂一模)A、B為兩等量異種電荷，圖13中水平虛線為A、B連線的中垂線．現(xiàn)將另兩個(gè)等量異種的檢驗(yàn)電荷a、b用絕

10、緣細(xì)桿連接后，從離AB無窮遠(yuǎn)處沿中垂線平移到AB的連線上，平移過程中兩檢驗(yàn)電荷位置始終關(guān)于中垂線對(duì)稱．若規(guī)定離AB無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則下列說法中正確的是(　　) 圖13 A．在AB的連線上a所處的位置電勢φa<0 B．a(chǎn)、b整體在AB連線處具有的電勢能Ep>0 C．整個(gè)移動(dòng)過程中，靜電力對(duì)a做正功 D．整個(gè)移動(dòng)過程中，靜電力對(duì)a、b整體做正功 14．(多選)如圖14所示電場，實(shí)線表示電場線．一個(gè)初速度為v的帶電粒子僅在電場力的作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，虛線表示其運(yùn)動(dòng)的軌跡．則(　　) 圖14 A．粒子帶正電 B．粒子受到的電場力不斷減小 C．a(chǎn)點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢 D

11、．電場力一直做正功，動(dòng)能增加 15．(多選)如圖15所示，a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，它們是一個(gè)四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝2l，電場方向與四邊形所在平面平行．已知a點(diǎn)電勢為24V，b點(diǎn)電勢為28V，d點(diǎn)電勢為12V．一個(gè)質(zhì)子(不計(jì)重力)經(jīng)過b點(diǎn)的速度大小為v0，方向與bc成45°，一段時(shí)間后經(jīng)過c點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　) 圖15 A．c點(diǎn)電勢為20V B．質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c所用的時(shí)間為 C．場強(qiáng)的方向由a指向c D．質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c電場力做功為8eV 答案精析 1．BD 2．AC　[UAB＝＝V＝－10V；UBC＝＝V＝3

12、0V；則UAC＝UAB＋UBC＝20V，若設(shè)φC＝0，則φA＝20V，φB＝30V，由幾何知識(shí)得若延長AO則與BC的連線交于BC的三等分點(diǎn)D點(diǎn)，D點(diǎn)的電勢應(yīng)為20V，則AD為電勢為20V的等勢面，故場強(qiáng)方向垂直O(jiān)A向右，大小為E＝＝V/m＝200 V/m，故選A、C.] 3．B 4．D　[空腔體內(nèi)部各點(diǎn)的電勢相同，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；金屬空腔內(nèi)部各點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，即兩個(gè)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)與感應(yīng)電荷的場強(qiáng)等大反向，因兩電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場強(qiáng)方向向右，故金屬空腔上的感應(yīng)電荷在A、B、C三點(diǎn)場強(qiáng)方向均水平向左，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場強(qiáng)大小關(guān)系是EB′>EC′>EA′；則金屬

13、空腔上的感應(yīng)電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場強(qiáng)大小關(guān)系是EB>EC>EA，選項(xiàng)D正確．] 5．C　[根據(jù)題圖可知，P點(diǎn)處等差等勢面比Q點(diǎn)處密，由電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系可知，P點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小比Q點(diǎn)處大，帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)處所受的電場力比Q點(diǎn)處大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，帶電質(zhì)點(diǎn)所受電場力方向指向軌跡彎曲的方向，即由c等勢面指向a等勢面，由于題中沒有給出帶電質(zhì)點(diǎn)所帶電荷的電性，無法判斷出a、b、c三個(gè)等勢面中哪個(gè)等勢面電勢最高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若質(zhì)點(diǎn)由Q向P運(yùn)動(dòng)，由題圖可知質(zhì)點(diǎn)所受電場力方向與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為銳角，電場力做正功，帶電質(zhì)點(diǎn)電勢能減小，故帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在

14、Q點(diǎn)的小，若帶電質(zhì)點(diǎn)由P向Q運(yùn)動(dòng)，同理可知帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在Q點(diǎn)的小，故D錯(cuò)誤．] 6．AD　[根據(jù)等量異種電荷的電場線的特點(diǎn)：兩點(diǎn)電荷連線的中垂線為等勢面，由對(duì)稱性知，ab和cd都是等勢面，它們都過O點(diǎn)，所以ab上的電勢和cd上的電勢相等，即P、O兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為φP＝φO，A項(xiàng)正確；由題圖電場線的疏密程度可看出P點(diǎn)電場線更密集，EQ

15、.C　13.B 14．BC　[由軌跡彎曲方向可判斷出電場力方向，電場力方向指向弧內(nèi)，則粒子帶負(fù)電荷，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電場線的疏密代表電場的強(qiáng)弱，從a到b，電場強(qiáng)度減小，則粒子受到的電場力不斷減小，B項(xiàng)正確；沿著電場線方向電勢降低，則a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢，C項(xiàng)正確；電場力方向與速度方向夾角大于90°，一直做負(fù)功，動(dòng)能減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤．] 15．ABD　[三角形bcd是等腰直角三角形，具有對(duì)稱性，如圖所示，bM＝bN＝bd，已知a點(diǎn)電勢為24V，b點(diǎn)電勢為28V，d點(diǎn)電勢為12V，且ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝2l，因此根據(jù)幾何關(guān)系，可得M點(diǎn)的電勢為24V，與a點(diǎn)電勢相等，從而連接aM，即為等勢面；三角形bcd是等腰直角三角形，具有對(duì)稱性，bd連線中點(diǎn)N的電勢與c相等，為20V，A項(xiàng)正確；質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿初速度方向分位移為l，此方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則t＝，B項(xiàng)正確；Nc為等勢線，其垂線bd為場強(qiáng)方向，場強(qiáng)方向由b指向d，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電勢差Ubc＝8V，則質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c電場力做功為8eV，D項(xiàng)正確．] 8