2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí) 第6章 第2講 電場的能的性質(zhì)練習(xí)(I)1.(xx大綱全國,15,6分)地球表面附近某區(qū)域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的電場。一質(zhì)量為1.0010-4 kg、帶電量為-1.0010-7 C的小球從靜止釋放,在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0 m。對此過程,該小球的電勢能和動能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80 m/s2,忽略空氣阻力)()A.-1.5010-4 J和9.9510-3 JB.1.5010-4 J和9.9510-3 JC.-1.5010-4 J和9.6510-3 JD.1.5010-4 J和9.6510-3 J2.(xx安徽理綜,17,6分)一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,做初速度為零的直線運動。取該直線為x軸,起始點O為坐標(biāo)原點,其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示。下列圖像中合理的是()3.(xx北京理綜,15,6分)如圖所示,實線表示某靜電場的電場線,虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是()A.1、2兩點的場強相等B.1、3兩點的場強相等C.1、2兩點的電勢相等D.2、3兩點的電勢相等4.(xx課標(biāo),21,6分)如圖,在正點電荷Q的電場中有M、N、P、F四點,M、N、P為直角三角形的三個頂點,F為MN的中點,M=30。M、N、P、F四點處的電勢分別用M、N、P、F表示。已知M=N,P=F,點電荷Q在M、N、P三點所在平面內(nèi),則()A.點電荷Q一定在MP的連線上B.連接PF的線段一定在同一等勢面上C.將正試探電荷從P點搬運到N點,電場力做負功D.P大于M5.(xx山東理綜,19,5分)如圖所示,在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷+Q、-Q,虛線是以+Q所在點為圓心、為半徑的圓,a、b、c、d是圓上的四個點,其中a、c兩點在x軸上,b、d兩點關(guān)于x軸對稱。下列判斷正確的是()A.b、d兩點處的電勢相同B.四個點中c點處的電勢最低C.b、d兩點處的電場強度相同D.將一試探電荷+q沿圓周由a點移至c點,+q的電勢能減小6.(xx浙江理綜,24,20分)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M板正中間小孔垂直入射,進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。(1)判斷半球面A、B的電勢高低,并說明理由;(2)求等勢面C所在處電場強度E的大小;(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為A、B和C,則到達N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量Ek左和Ek右分別為多少?(4)比較|Ek左|與|Ek右|的大小,并說明理由。1.D電勢能的改變量:Ep=-W電=-qEh=1.5010-4 J,動能的改變量:Ek=W重+W電=mgh+qEh=9.6510-3 J,故D正確。2.D在粒子運動中的某一小段位移x內(nèi)電場力做功qEx。由功能關(guān)系知Ep=-qEx,即=-qE,Ep-x圖線斜率的絕對值表示電場力大小,故由圖線可知E逐漸減小,A錯誤。因粒子僅受電場力作用,由qE=ma可知a也逐漸減小,D正確;再由動能定理有Ek=qEx,即=qE,Ek-x圖線的斜率也表示電場力,則Ek-x圖線應(yīng)是一條斜率逐漸減小的曲線,B錯誤。由v2=2ax有v=,可知v-x圖線應(yīng)是一條曲線,故C錯誤。3.D同一電場中,電場線越密的地方場強越大,所以1點場強大于2、3點場強,A、B錯誤;同一等勢面上各點電勢相等,沿電場線方向電勢降低,故C錯誤,D正確。4.AD由M=N,可知點電荷Q一定在MN連線的中垂線上,過F作MN的垂線交MP與O點,設(shè)MF=FN=l,則由幾何關(guān)系MO=l/cos 30=l,FO=l tan 30=l,OP=MP-MO=MN cos 30-l=l,即FO=OP=l,ON=OM=l,故點電荷一定在MP的連線上的O點,選項A正確(另解:根據(jù)題意M=N,P=F,可知點電荷Q一定在MN的中垂線與PF連線的中垂線的交點處,作PF連線的中垂線交MP于點O,連結(jié)O、F兩點,由幾何知識知OF為MN的中垂線,故點電荷Q一定在MP的連線上的O點,A正確);點電荷形成的電場的等勢面是以點電荷為球心的同心球面,直線不可能在球面上,故B選項錯誤;由圖可知OF<OM,故F=P>M=N,將正試探電荷從高電勢搬運到低電勢,電場力做正功,選項C錯、D對。5.ABD由等量異種點電荷的電場線分布及等勢面特點知,A、B正確,C錯誤。四點中a點電勢最高、c點電勢最低,正電荷在電勢越低處電勢能越小,故D正確。6.答案(1)B板電勢高于A板,理由見解析(2)(3)Ek左為e(B-C)Ek右為e(A-C)(4)|Ek左|>|Ek右|,理由見解析解析(1)電子(帶負電)做圓周運動,電場力方向指向球心,電場方向從B指向A,B板電勢高于A板。(2)據(jù)題意,電子在電場力作用下做圓周運動,考慮到圓軌道上的電場強度E大小相同,有:eE=mEk0=mv2R=聯(lián)立解得:E=(3)電子運動時只有電場力做功,根據(jù)動能定理,有Ek=qU對到達N板左邊緣的電子,電場力做正功,動能增加,有Ek左=e(B-C)對到達N板右邊緣的電子,電場力做負功,動能減小,有Ek右=e(A-C)(4)根據(jù)電場線特點,等勢面B與C之間的電場強度大于C與A之間的電場強度,考慮到等勢面間距相等,有|B-C|>|A-C|即|Ek左|>|Ek右|