高三一轮电场能的性质练习

2013-2014学年省示范高中物理学科限时练习一、选择题（每小题6分，共90分；其中1——11为单选题，12——15为多选题）1.P、Q两电荷的电场线分布如图所示，c、d为电场中的两点。一个离子从a运动到b(不计重力)，轨迹如图所示。则下列判断正确的是A．P带负电B．c、d两点电势相等C．离子在运动过程中受到P的吸引D．离子从a到b，电场力做正功2.如图所示，在真空中A、B两点分别放置等量的异种电荷＋q、－q，在通过A、B两点的竖直平面内相对于AB对称取一个矩形路径abcd，且ab平行于AB，a、d到A点的距离等于b、c到B点的距离。设想将一个电子沿路径abcd运动一周，则下列说法正确的是()A．由a到b，电势降低，电子的电势能减小B．由a到b，电势升高，电子的电势能增大C．由b到c，电场力对电子先做正功，后做负功，总功为零D．由d到a，电子的电势能先减小后增大，电势能的变化总量为零3．如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9C的正电荷从A经B、C到达D点。从A到D，静电力对电荷做的功为()A．4.8×10－8JB．－4.8×10－8JC．8.0×10－8JD．－8.0×10－8J4．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则()A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小5．关于静电场，下列说法正确的是()A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势一定为零C．同一电场线上的各点，电势一定相等D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加6．如图，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在O点处有固定点电荷。已知b点电势高于c点电势。若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则()A．两过程中电场力做的功相等B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C．前一过程中，粒子电势能不断减小D．后一过程中，粒子动能不断减小7.如图所示，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上有a、b、c、d、e五个点，现在其一个焦点f处固定一正点电荷，则下列判断正确的是()A．c、e两点的电场强度相同B．a点的电势比b点的电势高C．一负电荷在d点时的电势能大于在a点时的电势能D．将一正电荷由e点沿eabc移到c点，所受电场力先做正功再做负功，但总功为零8．某导体置于电场后周围的电场分布情况如图3所示，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点。下列说法错误的是()A．A点的电场强度小于B点的电场强度B．A点的电势高于B点的电势C．将负电荷从A点移到B点，电场力做正功D．将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零9.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用。则粒子在电场中()A．做直线运动，电势能先变小后变大B．做直线运动，电势能先变大后变小C．做曲线运动，电势能先变小后变大D．做曲线运动，电势能先变大后变小10．如图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，|BC|＝20cm。把一个电荷量q＝10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场的电场强度大小和方向是()A．865V/m，垂直AC向左B．865V/m，垂直AC向右C．1000V/m，垂直AB斜向上D．1000V/m，垂直AB斜向下11．如图所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面b的电势为零，且相邻两个等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子在A点时的动能为10J，在电场力作用下从A运动到B速度为零，当这个粒子的动能为7.5J时，其电势能为()A．12.5JB．2.5JC．0D．－2.5J12．如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3V、5V、7V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力，则下列说法正确的是()A．粒子可能带负电B．粒子在P点的动能大于Q点动能C．粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能D．粒子在P点受到电场力大于Q点受到的电场力13．如图所示是某电场中的一条电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿电场线向b点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是A．该电场一定是匀强电场B．场强Ea一定小于EbC．电子具有的电势能Epa一定大于EpbD．电势φaφb14.如图所示，实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则()A．a一定带正电，b一定带负电B．a加速度减小，b加速度增大C．a电势能减小，b电势能增大D．a和b的动能一定都增大15．如图所示，在水平方向的匀强电场中，绝缘细线的一端固定在O点，另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动，小球所受的电场力大小等于重力大小，比较a、b、c、d这四点，小球()A．在最高点a处动能较其他三点都小B．在最低点c处重力势能最小C．在水平直径右端b处机械能最大D．在水平直径左端d处总能量最大二、非选择题16.(20分)长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零。试求：(1)AB两点的电势差UAB；(2)匀强电场的电场强度大小；(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小。答案1.解析：选C从电场线的方向判断P应带正电，沿电场线方向电势降低，A、B均错误；从离子的轨迹图可知离子带负电，应受到P的吸引，C正确；离子从a到b，电场力做负功，D错误，应选C。2.解析：选D过四个点的电场线如图所示。根据电场线分布可知a、b、c、d各点场强方向，则可知电子由a到b，电势降低，电场力做负功，电势能增加，故A、B均错；由b到c，电场力对电子先做负功后做正功，故C错；由d到a，电场力对电子先做正功后做负功，电势能先减小后增大，根据对称性电势能的变化总量为零，故D对。3．解析：选B电场力做功与路径无关，WAD＝UADq＝－30×1.6×10－9J＝－4.8×10－8J。故B正确。4．解析：选Cφa－φb＝Wabq0，则有φaφb，即b点的电势一定比a点高，故C正确；虽然电场力做负功，但不能确定合力也做负功，故D错误，也不能确定a、b两点的场强关系和电场的方向，故A、B错误。5．解析：选D电场中某点电势是否为零与电场强度的大小及物体是否带电无关，A、B错；沿电场线的方向电势降低，同一电场线上各点，电势不会相等，C错；负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，D对。6．解析：选C因为b点电势高于c点电势，所以电场线方向由b指向c，因此在O处的固定点电荷带正电，负电荷从c点运动到b点，再从b点运动到a点，电场力总是做正功，电势能不断减小，动能不断增大，前一过程中电场力小于后一过程的电场力，所以前一过程电场力做的功小于后一过程电场力做的功，因此只有C正确。7.解析：选Dc、e两点的电场强度大小相等，方向不同，分别沿fc、fe方向，选项A错误；离正点电荷越近的点电势越高，a点离f远，故选项B错误；负电荷在电势越高的位置其电势能越小，a点电势低于d点电势，故负电荷在d点时的电势能小于在a点时的电势能，选项C错误；将一正电荷由e点沿ea移到a点的过程中，所受电场力做正功，由a点沿abc移到c点的过程中，所受电场力做负功，由于c、e两点等电势，故整个过程中电场力做功为零。8．解析：选C电场线的疏密表示电场强度的大小，A处电场线比B处稀疏，所以选项A正确；在同一等势面上电势相等且沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以A点的电势高于B点的电势，选项B正确；将负电荷从A点移到B点，电场力做负功，选项C错误；A点、C点在同一个等势面上，将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零，选项D正确。9.解析：选C根据电场线与等势面垂直，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，受到向上的电场力作用，粒子在电场中做曲线运动，静电力先做正功后做负功，电势能先变小后变大，选项C正确。10．解析：选D把电荷从A移到B电场力不做功，说明A、B两点必位于同一个等势面上。题中指明匀强电场，等势面应为平面，且电场强度方向应垂直等势面，可见，A、B不正确，可先排除。根据电荷从B移到C的做功情况，得B、C两点电势差UBC＝WBCq＝－1.73×10－310－5V＝－173V即B点电势比C点电势低173V，因此，电场强度方向必垂直AB斜向下，其大小E＝UCBd＝UCB|BC|sin60°＝1730.2×32V/m≈1000V/m。11．解析：选D由动能定理知带电粒子到达b处的动能为5J，带电粒子只受电场力，动能与电势能之和不变。由于等势面b的电势为零，带电粒子在b处电势能为零，Ek＋Ep＝5J。当Ek＝7.5J时，Ep＝－2.5J，故D正确。12．解析：选B由等势线与电场线垂直可画出电场线，确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧，粒子在P点的动能大于在Q点的动能，选项B正确；由于带电粒子只受电场力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变。根据A、B、C三条等势线的电势分别为3V、5V、7V，可确定电场线方向偏向左侧，粒子带正电，粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，选项A、C错误；由于P点所在处等差等势面疏，电场强度小，所以粒子在P点受到电场力小于Q点受到的电场力，选项D错误。13．解析：选CD仅由一条电场线无法判断电场的情况及各点场强的大小，A、B错误；电子从a点由静止释放，仅在电场力作用下运动到b点，电场力做正功，电子的电势能减小，C正确；由题意知电场力方向由a向b，说明电场线方向由b向a，b点电势高，a点电势低，D正确。14.解析：选BD由于电场线方向不确定，a、b的电性不确定，A错；据轨迹的弯曲方向知，a受电场力向右，b受电场力向左，电场力对它们均做正功，电势能都减少，动能都增大，C错，D对；由电场线的疏密可知，a的加速度减小，b的加速度增大，B正确。15．解析：选BC带正电的小球在竖直平面内做圆周运动，仅有电场力和重力做功，由功能关系可知，小球在b点电场力做功最多，小球的机械能最大，故C正确；小球在c点重力做功最多，小球的重力势能最小，故B正确；由能的转化和守恒定律可知，小球的总能量不变，故D错误；由等效力场可知，可以把电场力和重力等效成一个恒力F，它的方向与电场线成45°角向下，小球在ad圆弧的中点e时，恒力F指向圆心，小球的动能最小，a、d两点关于e点对称。小球在a、d两点的动能相同，故A错误。16.解析：(1)小球下落过程中重力和电场力做功，由动能定理得：mgLsin60°＋UABq＝0故UAB＝－3mgL2q(2)根据匀强电场中电势差和电场强度的关系知：UBA＝－UAB＝EL(1－cos60°)故E＝UBAL－＝3mgq(3)在B点对小球受力分析如图所示。由圆周运动知：FT－Eqcosθ－mgsinθ＝mv2BL其中Eq＝3mg因为vB＝0，故FT－Eqcos60°－mgsin60°＝0故FT＝Eqcos60°＋mgsin60°＝3mg。答案：(1)－3mgL2q(2)3mgq(3)3mg