【物理】2020届一轮复习人教版电场能的性质课时作业(1)

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【物理】2020届一轮复习人教版电场能的性质课时作业(1)

‎2020届一轮复习人教版 电场能的性质 课时作业 一、选择题 ‎1.关于静电场的等势面,下列说法正确的是(  )‎ A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功 解析:选B 在静电场中,两个电势不同的等势面不会相交,选项A错误;电场线与等势面一定相互垂直,选项B正确;同一等势面上的电场强度可能相等,也可能不相等,选项C错误;电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面,移动负试探电荷时,电场力做负功,选项D错误.‎ ‎2.(多选)将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等.a、b为电场中的两点,则(  )‎ A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大 D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功 解析:选ABD 电场线密的地方电场强度大,A项正确;沿着电场线方向电势逐渐降低,B项正确;由Ep=qφ可知,负电荷在高电势处电势能小,C项错误;负电荷从a到b电势能增加,根据电场力做功与电势能变化的关系可知,这个过程中电场力做负功,D项正确.‎ ‎3.(多选)如图所示,A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点,各点的电势分别为φA=5 V,φB=2 V,φC=3 V,H、F三等分AB,G为AC的中点,在下列各示意图中,能正确表示该电场强度方向的是(  )‎ 解析:选BC 根据匀强电场的特点可知,H、F点的电势分别为φH=4 V,φF=3 V;G点的电势φG==4 V,则φH=φG,则电场线垂直GH,选项B正确;又φC=φF ‎=3 V,可知电场线与CF垂直,选项C正确.‎ ‎4.(多选)如图所示的实线为电场线,电场线分布及a、e两点关于直线OO′对称,带电粒子从a点沿虚线adb运动到b点,过直线OO′时速度方向恰好与OO′垂直,不计粒子重力,则下列说法正确的是(  )‎ A.过b点后带电粒子可能运动到c点 B.带电粒子的运动轨迹是抛物线的一部分 C.带电粒子从a运动到b,其电势能增大 D.直线OO′垂直于电场中的等势面 解析:选CD 根据题述及对称关系分析易知,过b点后粒子沿be运动,选项A错误;在非匀强电场中带电粒子的运动轨迹不可能是抛物线的一部分,选项B错误;带电粒子从a运动到b,电场力做负功,电势能增大,选项C正确;电场线垂直于等势面,OO′为对称轴,恰好与临近的场强方向平行,故直线OO′垂直于电场中的等势面,选项D正确.‎ ‎5.(多选)(2019届山东青岛模拟)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A,N两点的电势为零,ND段中C点电势最高,则(  )‎ A.C点的电场强度大小为零 B.A点的电场强度大小为零 C.NC间电场强度方向沿x轴负方向 D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功 解析:选ACD C点为电势的拐点,其斜率为零,则电场强度为零,选项A正确;由图知A点的电势为零,但其斜率不为零,则A点的电场强度不为零,选项B错误;由图可知,由O到M电势降低,则OM间电场强度方向沿x轴正方向,由M到C电势升高,则MC间电场强度方向沿x轴负方向,则NC间的电场强度方向沿x轴负方向,选项C正确;因为MC间电场强度方向沿x轴负方向,CD间电场强度方向沿x轴正方向,则将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后负功,选项D正确.‎ ‎6.(2018届河南郑州第二次质量预测)如图所示,真空中两等量异种点电荷Q1、Q2‎ 固定在x轴上,其中Q1带正电.三角形acd为等腰三角形,cd边与x轴垂直且与x轴相交于b点,则下列说法正确的是(  )‎ ‎ A.a点电势高于b点电势 B.a点场强小于b点场强 C.将电子从a点移动到c点,电场力做正功 D.将电子从d点移动到b点,电势能不变 解析:选C 根据电场线的性质可画出沿x轴的电场线,从b指向a,又由沿电场线方向电势逐渐降低可知,b点的电势高于a点的电势,选项A错误;a点的电场强度大于b点的电场强度,选项B错误;由于c点的电势高于a点的电势,将电子从a点移动到c点,电场力做正功,选项C正确;由于d点的电势高于b点的电势,将电子从d点移动到b点,电场力做负功,电势能增大,选项D错误.‎ ‎7.(多选)(2018届唐山高三统一考试)如图所示,两个不等量异种点电荷,q1小于q2,在两点电荷连线的垂直平分线上存在a、b两点,a、b关于两点电荷连线的中点O对称,两点的电场强度分别为Ea、Eb,电势分别为φa、φb.则(  )‎ A.Ea=Eb B.φa=φb C.从a点到O点合电场强度一直减小 D.从O点到b点电势一直降低 解析:选BD 由于q1EB B.电势φA=φC<φB C.将一带负电粒子由A经B移至C点过程中,电场力先做负功再做正功 D.将一带正电粒子由A经B移至C点过程中,电势能先增大再减小 解析:选BD 由电场线分布可知EA=EC0,将一带负电粒子由A经B移至C点过程中,电场力先做正功再做负功,C错误;将一带正电粒子由A经B移至C点过程中,电场力先做负功再做正功,电势能先增大再减小,D正确.‎ ‎9.(多选)(2018年全国卷Ⅱ)如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点.一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2.下列说法正确的是(  )‎ A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为 C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为 D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 解析:选BD 匀强电场中U=Ed.根据电场力做功与电势能变化量的关系有W1=q(φa-φb) ①,W2=q(φc-φd) ②,WMN=q(φM-φN) ③,根据匀强电场中“同一条直线上两点间的电势差与两点间的距离成正比”的规律可知,UaM=UMc,即φa-φM=φM-φc,可得φM= ④,同理可得φN= ⑤,联立①②③④⑤式可得WMN=,故B项正确;若W1=W2,则φa-φb=φc-φd,结合④⑤两式可推出φa-φM=φb-φN,故D项正确;由题意无法判定电场强度的方向,故A、C项错误.‎ ‎10.(多选)(2018届甘肃马营中学期末)如图所示,虚线a、b、c 为三个同心圆面,圆心处有一个点电荷,现从b、c之间一点P以相同的速率发射两个带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N点,M、N两点都处于圆周c上,以下判断正确的是(  )‎ A.到达M、N时两粒子速率仍相等 B.到达M、N时两粒子速率vM>vN C.到达M、N时两粒子的电势能相等 D.左侧粒子的电势能先增大后减小 解析:选BD 由轨迹看出,点电荷左侧的带电粒子受排斥力,右侧的带电粒子受吸引力,由题,M、N两点都处于圆周c上,电势相等,两带电粒子又是从同一点P出发,则电势差UPM=UPN,而从P到M的粒子电场力总功为正功,从P到N的粒子电场力总功为负功,根据动能定理得到,到达M、N时两粒子速率vM>vN,故A错误,B正确;由轨迹看出,点电荷左侧的带电粒子有排斥力,与中心点电荷电性相同;对右侧的带电粒子有吸引力,与中心点电荷电性相反,则两粒子带异种电荷,由公式Ep=qφ知两个粒子到达M、N时电势能不等,故C错误;电场力对左侧的粒子先做负功后做正功,电势能先增大后减小,故D正确.‎ 二、非选择题 ‎11.(2019届河北石家庄质量检测)如图所示,光滑绝缘水平桌面处在电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中,某时刻将质量为m、带电荷量为-q的小金属块(可视为质点)从A点由静止释放,小金属块经时间t到达B点,此时电场突然反向,电场强度增强为某恒定值,且仍为匀强电场,又经过时间t小金属块回到A点.小金属块在运动过程中电荷量保持不变.求:‎ ‎(1)反向后匀强电场的电场强度大小;‎ ‎(2)整个过程中电场力所做的功.‎ 解析:(1)设小金属块到达B点和A点时的速度大小分别为v1和v2,电场反向后匀强电场的电场强度大小为E1,小金属块由A点运动到B点的过程有x=·t2‎ v1=t 小金属块由B点运动到A点的过程 ‎-x=v1t-·t2‎ ‎-v2=v1-t 联立解得v2= E1=3E.‎ ‎(2)根据动能定理,整个过程中电场力所做的功 W=mv22-0‎ 解得W=.‎ 答案:(1)3E (2) ‎12.(2018届西安模拟)如图所示,在O点放置一个正电荷,在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,∠BOC=30°,A距离OC的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v,试求:‎ ‎(1)小球通过C点的速度大小;‎ ‎(2)小球由A到C的过程中电势能的增加量.‎ 解析:(1)因B、C两点电势相等,小球由B到C只有重力做功,由动能定理得 mgR·sin30°=mvC2-mv2‎ 得vC=.‎ ‎(2)由A到C应用动能定理得 WAC+mgh=mvC2-0‎ 得WAC=mvC2-mgh=mv2+mgR-mgh 由电势能变化与电场力做功的关系得 ΔEp=-WAC=mgh-mv2-mgR.‎ 答案:(1) (2)mgh-mv2-mgR
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