第三模塊 第6章 第2單元 一、選擇題1在靜電場中()A電場強(qiáng)度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢一定也處處為零B電場強(qiáng)度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢一定也處處相同C電場強(qiáng)度的方向總是跟等勢面垂直D電勢降低的方向就是電場強(qiáng)度的方向解析：電場強(qiáng)度的大小和電勢的高低沒有直接關(guān)系，不能根據(jù)電場強(qiáng)度的大小判斷電勢的高低，也不能根據(jù)電勢的高低判斷電場強(qiáng)度的大小，A、B均錯電場強(qiáng)度的方向一定跟等勢面垂直，C對沿電場強(qiáng)度的方向電勢降低，但電勢降低的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向，D錯答案：C圖152如圖15所示，P、Q是兩個電荷量相等的異種電荷，在其電場中有a、b、c三點(diǎn)在一條直線上，平行于P、Q的連線，b在P、Q連線的中垂線上，下列說法正確的是()Aa>b>cBa>c>bCEa>Eb>EcDEb>Ea>Ec解析：根據(jù)電場力做功判斷：若從a到b到c移動一正的試探電荷，電場力做正功，電勢降低，所以A正確；由于a點(diǎn)和c點(diǎn)關(guān)于P、Q連線的中垂線對稱，場強(qiáng)大小應(yīng)相等，但方向不同，所以C、D錯誤答案：A圖163(2020年江蘇卷)如圖16所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢線，且ABBC，電場中的A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢分別為A、B、C，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有()AA>B>CBEC>EB>EACUAB<UBCDUABUBC解析：A、B、C三點(diǎn)處在一條電場線上，沿著電場線的方向電勢降落，故A>B>C，A正確；由電場線的密集程度可以看出電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EC>EB>EA，B對；電場線密集的地方電勢降落較快，故UBC>UAB，C對D錯答案：ABC圖174(2020年寧夏卷)空間有一勻強(qiáng)電場，在電場中建立如圖17所示的直角坐標(biāo)系Oxyz，M、N、P為電場中的三個點(diǎn)，M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，a,0)，N點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,0,0)，P點(diǎn)的坐標(biāo)為(a，)已知電場方向平行于直線MN，M點(diǎn)電勢為0，N點(diǎn)電勢為1 V，則P點(diǎn)的電勢為()A. V B. VC. V D. V解析：根據(jù)電場線與等勢面的關(guān)系，把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，因M0，N1 V，則PPP V故D正確圖18答案：D圖195(2020年徐州模擬)如圖19所示，MN是負(fù)點(diǎn)電荷電場中的一條電場線，一個帶正電的粒子(不計(jì)重力)從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖19中虛線所示下列結(jié)論中正確的是()A帶電粒子從a到b運(yùn)動的過程中動能逐漸減小B帶電粒子在a點(diǎn)時的電勢能大于在b點(diǎn)時的電勢能C負(fù)點(diǎn)電荷一定位于N點(diǎn)右側(cè)D帶電粒子在a點(diǎn)時的加速度大于在b點(diǎn)時的加速度解析：由軌跡可判斷合力方向，由合力(加速度)方向可判斷出速度的相對大小和電勢能的高低可知AD正確答案：AD圖206如圖20所示，虛線表示等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等，有一帶正電的小球在電場中運(yùn)動，實(shí)線表示該小球的運(yùn)動軌跡小球在a點(diǎn)的動能等于20 eV，運(yùn)動到b點(diǎn)時的動能等于2 eV.若取c點(diǎn)為零勢點(diǎn)，則當(dāng)這個帶電小球的電勢能等于6 eV時(不計(jì)重力和空氣阻力)，它的動能等于()A16 eV B14 eVC6 eV D4 eV解析：從a到b由動能定理可知，電場力做功Wab18 eV，則從a到b電勢能增加量Eab18 eV，由等勢面特點(diǎn)及c點(diǎn)為零勢點(diǎn)可知：a點(diǎn)電勢能Ea12 eV，又由動能和電勢能之和不變可判斷B正確答案：B圖217(2020年廣東卷)如圖21所示，在一個粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊由靜止釋放后，兩個物塊向相反方向運(yùn)動，并最終停止在物塊的運(yùn)動過程中，下列表述正確的是()A兩個物塊的電勢能逐漸減少B物塊受到的庫侖力不做功C兩個物塊的機(jī)械能守恒D物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力解析：電勢能的增、減，取決于電場力做功的正、負(fù)，兩滑塊由靜止釋放，電場力做正功故電勢能減少，A正確答案：A圖228某帶電粒子僅在電場力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，電場線、粒子在A點(diǎn)的初速度v0及運(yùn)動軌跡如圖22所示，可以判定()A粒子在A點(diǎn)的加速度小于它在B點(diǎn)的加速度B粒子在A點(diǎn)的動能小于它在B點(diǎn)的動能C粒子在A點(diǎn)的電勢能小于它在B點(diǎn)的電勢能D電場中A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢解析：由電場線的疏密可知場強(qiáng)EB>EA，所以粒子的加速度aB>aA，A項(xiàng)正確；由定性畫出的等勢面并根據(jù)沿電場線方向電勢降低，可知電勢A>B，D項(xiàng)錯；由粒子運(yùn)動軌跡的彎曲趨向可知電場力做正功，所以動能增大、電勢能減小，即EkB>EkA，EpB<EpA，B項(xiàng)對，C項(xiàng)錯答案：AB9一質(zhì)量為m的帶電小球，在豎直方向的勻強(qiáng)電場中以水平速度拋出，小球的加速度大小為g，阻力不計(jì)，關(guān)于小球在下落h的過程中能量的變化，以下說法中正確的是()A動能增加了mghB電勢能增加了mghC機(jī)械能減少了mghD重力勢能減少了mgh解析：由加速度可求出電場力大小為mg，方向豎直向上小球在下落h的過程中：電場力做功W電mgh，電勢能增加mgh；機(jī)械能減少了mgh；合力做功W合mgh，動能增加了mgh；重力勢能減少了mgh.故BC正確答案：BC圖2310如圖23所示，水平固定的小圓盤A的電荷量為Q，取小圓盤的電勢為零從盤心O釋放一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，由于電場的作用，小球豎直上升的高度可達(dá)盤中心豎直線上的C點(diǎn)，OCh，又知道過豎直線上B點(diǎn)時小球的速度最大，由此可確定Q所形成的電場中的哪些物理量()AB點(diǎn)的場強(qiáng) BC點(diǎn)的場強(qiáng)CB點(diǎn)的電勢 DC點(diǎn)的電勢解析：因小球在B點(diǎn)的速度最大，故合外力為零，可求出B點(diǎn)的場強(qiáng)，A選項(xiàng)正確由O運(yùn)動到C的過程中，電勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能，而據(jù)題意O點(diǎn)電勢為零，可求C點(diǎn)的電勢，D選項(xiàng)正確答案：AD二、計(jì)算題圖2411一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向是水平的(如圖24)，一個質(zhì)量為m的帶正電的小球，從O點(diǎn)出發(fā)、初速度的大小為v0，在電場力與重力的作用下，恰能沿與電場線成角的直線運(yùn)動求小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時其電勢能與在O點(diǎn)的電勢能之差圖25解析：設(shè)電場強(qiáng)度為E，小球帶電荷量為q，因?yàn)樾∏蜃鲋本€運(yùn)動，它所受的電場力qE和重力mg的合力必沿此直線，如圖25所示，所以mgqEtan.由此可知，小球做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a.設(shè)從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的位移為L，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有v2aL運(yùn)動的水平位移為xLcos.從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增加，小球在最高點(diǎn)與O點(diǎn)的電勢能之差為EpqEx.聯(lián)立以上五式，解得Epmvcos2.答案：mvcos2圖2612如圖26所示，一平行板電容器水平放置，板間距離為d，上極板開有一小孔，質(zhì)量均為m，帶電荷量均為q的兩個帶電小球(視為質(zhì)點(diǎn))，其間用長為L的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)，已知d2L，今使下端小球恰好位于小孔中，由靜止釋放，讓兩球豎直下落當(dāng)下端的小球到達(dá)下極板時，速度剛好為零，試求：(1)兩極板間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度；(2)球運(yùn)動中的最大速度解析：(1)兩球由靜止開始下落到下端的小球到達(dá)下極板的過程中，由動能定理得：2mgdEqdEq(dL)0，則有E4mg/(3q)(2)兩球由靜止開始下落至上端小球恰進(jìn)入小孔時小球達(dá)到最大速度，此過程利用動能定理得：2mgLEqL，則有v.答案：(1)(2)