【名師一號】2020屆高三物理一輪復(fù)習 6-2 電勢　電勢差　電勢能與電場力做功的關(guān)系課時檢測 新人教版

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1、第二講　電勢 電勢差 電勢能與電場力做功的關(guān)系 一、單項選擇題 1.如圖所示，在－Q形成的電場中，有a、b、c三點，它們到點電荷的距離為raφa，同一負電荷在電勢低處電勢能大，故C錯；因Uab＝Ubc，據(jù)W＝qU知Wab＝Wbc，D錯． 答案　B 2.如圖所示，以坐標原點O為圓心，半徑為r的圓與坐標軸交于a、b、c、

2、d.在O點固定一個正點電荷Q，另有一沿x軸正方向，場強大小為E的勻強電場，當點電荷＋q在電場中移動時(　　) A．從a移到b，電場力不做功 B．從a移到c，電場力做正功 C．從d到b，電場力做功為2qEr D．從d到a，電場力做功為2qEr 解析　點電荷Q所形成的電場與勻強電場疊加時，場強遵循矢量合成法則，電勢遵循代數(shù)相加法則．具體處理問題時，亦可應(yīng)用獨立作用原理，即求電荷q在電場中所受電場力，可先分別求出點電荷Q和勻強電場對該電荷的作用力，再求它們的矢量和．求電荷在電場中具有的電勢能或在電場中移動時電場力所做的功，可先分別求出在點電荷Q和勻強電場對該電荷的作用力，再求它們的矢量

3、和．求電荷在電場中具有的電勢能或在電場中移動時電場力所做的功，可先分別求出在點電荷Q形成的電場和勻強電場中的電勢能或在這兩個電場中移動所做的功，再求和．a(chǎn)、b、c、d位于以＋Q為球心的球面上，它們在＋Q形成的電場中的電勢是相等的．而在勻強電場中，這四個點的電勢高低關(guān)系是φd>φa＝φc>φb，且Uda＝Udc＝Uab＝Uc b＝Er.由此可斷定Wdb＝2qEr. 答案　C 3．如圖所示，三條平行且等間距的虛線表示電場中的三個等勢面，其電勢分別為10 V、20 V、30 V．實線是一帶負電的粒子僅在電場力的作用下在該區(qū)域內(nèi)運動的軌跡，對于軌跡上的a、b、c三點，下列說法中正確的是(　　)

4、 A．帶電粒子一定是先過a，再到b，然后到c B．帶電粒子在三點所受電場力的大小Fb>Fa>Fc C．帶電粒子在三點動能Ekc>Eka>Ekb D．帶電粒子在三點電勢能的大小相等 解析　運動可能由a，再到b，然后到c，也有可能反過來運動，所以A錯誤；由于是平行且等間距的等勢面，所以此區(qū)域內(nèi)是勻強電場，電場力的大小相等，所以B錯誤；粒子在b點動能最小，在C點動能最大，所以C正確；帶電粒子從電勢高的地方到電勢低的地方電場力做正功，電勢能減小，所以D錯誤． 答案　C 4.如圖所示，abcd是正方形，將一負電荷q從a點移到b點時，需克服電場力做功W，若將同一負電荷q從a點移到d點，也需克

5、服電場力做功W，則關(guān)于此空間存在的電場可能是(　　) ①方向由a指向c的勻強電場　②方向由b指向d的勻強電場?、厶幱赾點的正點電荷產(chǎn)生的電場?、芴幱赾點的負點電荷產(chǎn)生的電場 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 解析　因負電荷q從a→b和從a→d電場力做功相同，據(jù)W＝qUab＝qUad得φb＝φd.若電場為由b指向d的勻強電場時，φb≠φd，故②錯．若電場是點電荷產(chǎn)生的，因Wab和Wad都是克服電場力做功，所以c處不可能是正點電荷，④對③錯． 答案　D 5.如圖所示，水平固定的小圓盤A帶電量為Q，電勢為零，從盤心處O釋放一質(zhì)量為m的帶電量為＋q的小球，由于電場力的作用

6、，小球豎直上升的高度可達盤中心豎直線上的C點，OC＝h1.又知過豎直線上B點時小球速度最大，已知重力加速度為g，由此可確定(　　) ①B點的場強?、贑點的場強?、跙點的電勢　④C點的電勢 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 解析　帶電小球在Q形成的電場中，從O點沿豎直線上升的過程中，受到向上的電場力和向下的重力共同作用，電場力做正功，重力做負功．在到達B點之前電場力大于重力，小球加速運動，到達B點時，電場力和重力大小相等，加速度為零，速度達最大，而運動到B點上方后，電場力小于重力，速度減小，到達最高點C時，減少的電勢能完全轉(zhuǎn)化為重力勢能，則有qEB＝mg，所以EB＝；q

7、(φ0－φC)＝mgh1，又φ0＝0，所以φC＝－. 答案　C 二、多項選擇題 6.如圖所示，一電場的電場線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OM＝MN.P點在y軸右側(cè)，MP⊥ON.則(　　) A．M點的電勢比P點的電勢高 B．將負電荷由O點移動到P點，電場力做正功 C．M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差 D．在O點靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運動 解析　在靜電場中，沿著電場線方向，電勢降低，A項正確；負電荷在電場中受力方向與電場線的切線方向相反，故由O向P運動時，電場力做負功，B項錯；由電場線的疏密程度可知，OM段的任意

8、點場強均大于MN段任意點場強，故OM兩點間電勢差大于MN兩點間電勢差，C項錯；根據(jù)電場線關(guān)于y軸對稱，故y軸上場強方向處處沿y軸正方向，故靜電荷受力始終沿y軸正方向，故粒子做直線運動，D項正確． 答案　AD 7．如圖所示，在x軸上關(guān)于原點O對稱的兩點固定放置等量異種點電荷＋Q和－Q，x軸上的P點位于－Q的右側(cè)．下列判斷正確的是(　　) A．在x軸上還有一點與P點電場強度相同 B．在x軸上還有兩點與P點電場強度相同 C．若將一試探電荷＋q從P點移至O點，電勢能增大 D．若將一試探電荷＋q從P點移至O點，電勢能減小 解析　由點電荷產(chǎn)生的場強公式E＝和場強疊加知識得，若－Q與O點的

9、距離為x，P點與－Q的距離為a，則可得P點場強為EP＝－，方向水平向左，同理可得，P關(guān)于O的對稱點場強大小及方向與P點相同，因此A正確，B錯；根據(jù)等量異種電荷形成的電場特點知，O點電勢為零，而P點電勢小于零，故將＋q從P點移至O點，電場力做負功，其電勢能一定增大． 答案　AC 8．化學變化過程中伴隨著電子的得失，使系統(tǒng)的電勢能發(fā)生了變化，則(　　) A．中性鈉原子失去電子的過程中系統(tǒng)的電勢能增大 B．中性鈉原子失去電子的過程中系統(tǒng)的電勢能減小 C．鈉離子和氯離子結(jié)合成氯化鈉分子的過程中系統(tǒng)的電勢能減小 D．氯化鈉分子電離為鈉離子和氯離子的過程中系統(tǒng)的電勢能減小 解析　原子失去電子

10、過程中，帶正電的原子核與帶負電的電子分離，克服電場力做功，電勢能增大；正負離子結(jié)合成分子的過程中電場力做正功，電勢能減?。? 答案　AC 9．真空中，兩個相距L的固定點電荷E、F所帶電荷量分別是QE和QF，在它們共同形成的電場中，有一條電場線如圖中實線所示，實線上的箭頭表示電場線的方向．電場線上標出了M、N兩點，其中N點的切線與EF連線平行，且∠NEF>∠NFE.則(　　) A．E帶正電，F(xiàn)帶負電，且QE

11、 10．某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是(　　) A．c點場強大于b點場強 B．a(chǎn)點電勢高于b點電勢 C．若將一試探電荷＋q由a點釋放，它將沿電場線運動到b點 D．若在d點再固定一點電荷－Q，將一試探電荷＋q由a點移至b點的過程中，電勢能減小 解析　電場線的疏密表示電場的強弱，A項錯誤；沿著電場線方向電勢逐漸降低，B正確；＋q在a點所受電場力方向沿電場線的切線方向，由于電場線為曲線，所以＋q不沿電場線運動，C項錯誤；在d點固定一點電荷－Q后，a點電勢仍高于b點，＋q由a點移至b點的過程中，電場力做正功，電勢能減小，D項正確． 答案　BD 三、非選擇題 11．空氣

12、中的負氧離子對于人的健康極為有益．人工產(chǎn)生負氧離子的方法最常見的是電暈放電法．如圖所示一排針狀負極和環(huán)形正極之間加上直流高壓電，電壓達5000 V左右，使空氣發(fā)生電離，從而產(chǎn)生負氧離子．在負極后面加上小風扇，將大量負氧離子排出，使空氣清新化．針狀負極與環(huán)形正極間距離為5 mm，且視為勻強電場，則電場強度為________V/m，電場對負氧離子的作用力為________N. 解析　由E＝，可求出E＝106 V/m；由F＝E·q，可求出F＝106×2×1.6×10－19 N＝3.2×10－13 N. 答案　106　3.2×10－13 12．如圖所示，α粒子以初速度v0垂直于電場線方向從A

13、點射入一勻強電場，經(jīng)時間t到達B點時，速度大小為2v0.α粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計重力．求： (1)A、B兩點間的電勢差； (2)勻強電場的場強大?。? 解析　(1)由動能定理 qUAB＝m(2v0)2－mv，解得UAB＝. (2)設(shè)在B點α粒子沿場強方向的速度為v，由題意得(2v0)2＝v＋v2　qE＝ma　v＝at，解得E＝. 答案　(1) (2) 13．為研究靜電除塵，有人設(shè)計了一個盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明有機玻璃，它的上下底面是面積A＝0.04 m2的金屬板，間距L＝0.05 m，當連接到U＝2500 V的高壓電源正負兩極時，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻

14、強電場，如圖所示．現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每立方米有煙塵顆粒1013個．假設(shè)這些顆粒都處于靜止狀態(tài)，每個顆粒帶電量為q＝＋1.0×10－17 C，質(zhì)量為m＝2.0×10－15 kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力．求合上開關(guān)后： (1)經(jīng)過多長時間煙塵顆粒可以被全部吸附？ (2)除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功？ (3)經(jīng)過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達到最大？ 解析　(1)當最靠近上表面的煙塵顆粒被吸附到下板時，煙塵就被全部吸附， 煙塵顆粒受到的電場力F＝，煙塵顆粒的加速度a＝＝，L＝at2＝，故t＝0.02 s. (2)根據(jù)煙塵顆粒的分布規(guī)律，電場力做的總功可等效為所有顆粒都從兩板正中央吸附到負極板電場力做的功，即W＝＝2.5×10－4 J. (3)設(shè)煙塵顆粒下落距離為x，每個顆粒的動能為 Ek1＝mv2＝qEx＝， 則此時所有煙塵顆粒的總動能 Ek總＝＝ ＝(－x2＋Lx)＝[－2＋]． 所以當x＝時，總動能最大， 又x＝at2＝t2， 所以當t＝L 時，總動能最大． 答案　(1)0.02 s (2)2.5×10－4 J (3)L