河北省張家口市高三物理 同步練習(xí)20 電場(chǎng)能的性質(zhì).doc
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電場(chǎng)能的性質(zhì)1.一電荷量為q的正點(diǎn)電荷位于電場(chǎng)中A點(diǎn),具有的電勢(shì)能為Ep,則A點(diǎn)的電勢(shì)為=EPq若把該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷,則A點(diǎn)的電勢(shì)為A. 4 B. 2 C. D. 12【答案】C【解析】根據(jù)電勢(shì)的物理意義:電勢(shì)是反映電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量,僅由電場(chǎng)本身決定,與試探電荷無關(guān)可知,將該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷,A點(diǎn)的電勢(shì)不變,故C正確,ABD錯(cuò)誤;故選C.2.、b兩點(diǎn)各放有電量為+Q和+4Q的點(diǎn)電荷,a、b、c、d、e、f、g七個(gè)點(diǎn)在同一直線上,且ac=cd=de=ef=fg=gb,如圖所示,取無限遠(yuǎn)處為零電勢(shì),則( )A. d處的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)均為零B.處的電勢(shì)比處的電勢(shì)高C. 電子在處的電勢(shì)能比在g處的電勢(shì)能小D. 電子從移到,電子所受電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功【答案】D【解析】試題分析:先設(shè)場(chǎng)強(qiáng)為零處距a為x,代入點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式計(jì)算出電場(chǎng)強(qiáng)度為0的位置,根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,可以判斷e處的電勢(shì)比f處的電勢(shì)的大小關(guān)系;再由電勢(shì)能Ep=e,判斷出電子在f處的電勢(shì)能比g處的電勢(shì)能關(guān)系,先判斷電子在cd間、de間所受電場(chǎng)力方向,再判斷電子從c移到e,電子所受到電場(chǎng)力什么功即可設(shè)ac=cd=de=ef=fg=gb=L,場(chǎng)強(qiáng)為零處距a為x,因?yàn)閗Qx2=k4Q6Lx2,所以x=2L,即在d處場(chǎng)強(qiáng)為零,根據(jù)電勢(shì)疊加原理,d處電勢(shì)不為零,A錯(cuò)誤;a、d區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)方向向右;d、b區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)方向向左因?yàn)檠刂妶?chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,所以e處的電勢(shì)比f處的電勢(shì)低,B錯(cuò)誤;由于f處的電勢(shì)比g處的電勢(shì)低,而電勢(shì)能Ep=e,電子帶負(fù)電,所以電子在f處的電勢(shì)能比g處的電勢(shì)能大,C錯(cuò)誤;因?yàn)殡娮釉赾d間所受電場(chǎng)力方向向左,在d、e間所受電場(chǎng)力方向向右,因此電子從c移到e,電子所受到電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功,D正確3.如圖所示,a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平方向電場(chǎng)線上的三點(diǎn),c為ab的中點(diǎn),a、b電勢(shì)分別為a=5V、b=3V下列敘述正確的是()A. 該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4 VB. a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)EbC. 一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少D. 一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的靜電力由c指向a【答案】C【解析】當(dāng)該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),由公式U=Ed知沿電場(chǎng)方向相同距離電勢(shì)差相等,則電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4V當(dāng)該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),在c點(diǎn)處的電勢(shì)不一定為4V故A錯(cuò)誤;一條電場(chǎng)線無法比較電場(chǎng)線的疏密,就無法比較場(chǎng)強(qiáng)的大小,則a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea不一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Eb故B錯(cuò)誤。由題,a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì),根據(jù)正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大可知,正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少。故C正確。由題可判斷電場(chǎng)線方向從a指向c,正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的靜電力由a指向c。故D錯(cuò)誤。故選C。點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵要抓住電場(chǎng)線的物理意義:電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,電場(chǎng)線的方向表示電勢(shì)的高低在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿任意方向相同距離電勢(shì)差相等。4. 如圖所示,虛線AB和CD分別為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸,相交于O點(diǎn),兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷分別處于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)M、N上,下列說法中正確的是A. A、B兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同B. C、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均不同C. 在虛線AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小D. 帶負(fù)電的試探電荷在O處的電勢(shì)能大于在C處的電勢(shì)能【答案】C【解析】由場(chǎng)強(qiáng)及電勢(shì)的疊加原理可知,A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相同,場(chǎng)強(qiáng)大小相同,但方向不同,故A錯(cuò)誤;C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相同,場(chǎng)強(qiáng)大小相同,但方向都不相,故B錯(cuò)誤;在虛線AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,其他地方的場(chǎng)強(qiáng)都為正值,所以O(shè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小,C正確;因?yàn)镺點(diǎn)的電勢(shì)高于C點(diǎn)的,故帶負(fù)電的試探電荷在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在C點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能,D錯(cuò)誤。5.如圖所示,虛線a、b、c是電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線(相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等),實(shí)線為一粒子(24He重力不計(jì))僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn),據(jù)此可知A. a、b、c三個(gè)等勢(shì)面中,a的電勢(shì)最低B. 電子在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能小C. 粒子在P點(diǎn)的加速度比Q點(diǎn)的加速度小D. 粒子一定是從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】試題分析:根據(jù)合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)和電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,確定電場(chǎng)力的方向,判斷電勢(shì)的高低,負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能大,根據(jù)等差等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大,判斷場(chǎng)強(qiáng)大小,確定加速度的大小根據(jù)軌跡彎曲的方向和電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,畫出PQ兩點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的方向,如圖則可知,三個(gè)等勢(shì)面中的,a的電勢(shì)最低,即P點(diǎn)的電勢(shì)最低,負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能高,故電子在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能最大,AB錯(cuò)誤;根據(jù)電場(chǎng)線的疏密可知,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于Q點(diǎn),則帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于Q點(diǎn),即在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度,C錯(cuò)誤;粒子的運(yùn)動(dòng)方向不確定,D錯(cuò)誤6. 如圖所示,實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線,虛線分別為等勢(shì)線1、2、3,已知MN=NQ,a、b兩帶電粒子從等勢(shì)線2上的O點(diǎn)以相同的初速度飛出僅在電場(chǎng)力作用下,兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則( )A. a一定帶正電,b一定帶負(fù)電B. a加速度減小,b加速度增大C. MN電勢(shì)差|UMN|等于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差|UNQ|D. a粒子到達(dá)等勢(shì)線3的動(dòng)能變化量比b粒子到達(dá)等勢(shì)線1的動(dòng)能變化量小【答案】BD【解析】a粒子的軌跡方向向右彎曲,a粒子所受電場(chǎng)力方向向右,b粒子的軌跡向左彎曲,b粒子所受電場(chǎng)力方向向左,由于電場(chǎng)線方向未知,無法判斷粒子的電性,故A錯(cuò)誤;由題,a所受電場(chǎng)力逐漸減小,加速度減小,b所受電場(chǎng)力逐漸增大,加速度增大,故B正確;已知MN=NQ,由于MN段場(chǎng)強(qiáng)大于NQ段場(chǎng)強(qiáng),所以MN兩點(diǎn)電勢(shì)差|UMN|大于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差|UNQ|,故C錯(cuò)誤;根據(jù)電場(chǎng)力做功公式W=Uq,|UMN|UNQ|,a粒子從等勢(shì)線2到3電場(chǎng)力做功小于b粒子從等勢(shì)線2到1電場(chǎng)力做功,所以a粒子到達(dá)等勢(shì)線3的動(dòng)能變化量比b粒子到達(dá)等勢(shì)線1的動(dòng)能變化量小,故D正確7.A、B為兩等量異種電荷,圖中水平虛線為A、B連線的中垂線,現(xiàn)將另兩個(gè)等量異種的檢驗(yàn)電荷a、b,如圖用絕緣細(xì)桿連接后從離AB無窮遠(yuǎn)處沿中垂線平移到AB的連線,平移過程中兩檢驗(yàn)電荷位置始終關(guān)于中垂線對(duì)稱若規(guī)定離AB無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則下列說法中正確的是()A. 在AB的連線上a所處的位置電勢(shì)a0B. a、b整體在AB連線處具有的電勢(shì)能Ep0C. 整個(gè)移動(dòng)過程中,靜電力對(duì)a做正功D. 整個(gè)移動(dòng)過程中,靜電力對(duì)a、b整體做正功【答案】B【解析】設(shè)AB連線的中點(diǎn)為O由于AB連線的垂直平分線是一條等勢(shì)線,且一直延伸到無窮遠(yuǎn)處,所以O(shè)點(diǎn)的電勢(shì)為零AO間的電場(chǎng)線方向由AO,而順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,可知,a所處的位置電勢(shì)a0,故A錯(cuò)誤a所處的位置電勢(shì)a0,b所處的位置電勢(shì)b0,由Ep=q知,a、b在AB處的電勢(shì)能均大于零,則整體的電勢(shì)能Ep0故B正確在平移過程中,a所受的靜電力與其位移方向的夾角為鈍角,則靜電力對(duì)a做負(fù)功,故C錯(cuò)誤a、b看成一個(gè)整體,原來總電勢(shì)能為零,最終總電勢(shì)能為正,電勢(shì)能增加,所以整個(gè)移動(dòng)過程中,靜電力對(duì)a、b整體做負(fù)功,故D錯(cuò)誤故選B.點(diǎn)睛:對(duì)于等量異種電荷電場(chǎng)線和等勢(shì)面的分布情況要熟悉,要抓住其對(duì)稱性進(jìn)行記憶,知道等量異種電荷連線的垂直平分線是一條等勢(shì)線,且一直延伸到無窮遠(yuǎn)8.若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則點(diǎn)電荷產(chǎn)生電勢(shì)的公式為=kqr。在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1和q2 (q1在q2左邊),電勢(shì)隨著x變化的關(guān)系如圖所示。在x=0處電勢(shì)趨于正無窮;當(dāng)x=x0時(shí),電勢(shì)為0;當(dāng)x=x1時(shí),電勢(shì)有最小值。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A. 在x=0處有一正電荷 B. 在x=x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為0C. 電荷q1是負(fù)電荷,電荷q2是正電荷 D. 在q2處有一個(gè)負(fù)電荷【答案】D【解析】因規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則正電荷周圍電勢(shì)為正,負(fù)電荷周圍的電勢(shì)為負(fù);由圖知,在x=0位置的電勢(shì)趨近正無窮大,由表達(dá)式=kqr可知在x=0處有正電荷,根據(jù)x從0到,電勢(shì)先降低后升高,則知在x軸上坐標(biāo)原點(diǎn)處的q2是正電荷;因q1在q2左邊,則q1是負(fù)電荷,在x軸的負(fù)方向上因-x圖線的切線的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度,可知在x=x1處因切線的斜率等于零,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則選項(xiàng)ABC正確,D錯(cuò)誤;此題選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng),故選D.點(diǎn)睛:本題信息給予題,關(guān)鍵要抓住題干中有效信息和圖象中有效信息,利用疊加原理分析,靈活應(yīng)用電勢(shì)的公式和斜率為零9. 如圖1,AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,若將正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止自由釋放,沿電場(chǎng)線從A到B運(yùn)動(dòng)過程中的速度圖線如圖所2示,則A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和電勢(shì)高低關(guān)系是( )A. EAEB;AB B. EAEB;ABC. EAEB;AB D. EAEB;AB【答案】D【解析】試題分析:從速度時(shí)間圖線得到正點(diǎn)電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度逐漸變小,根據(jù)牛頓第二定律得到電場(chǎng)力的變化情況解:從速度時(shí)間圖線得到正點(diǎn)電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度逐漸變小,故電場(chǎng)力向右,且不斷變小,故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大,故EAEB;正電荷受到的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,故場(chǎng)強(qiáng)向右,沿場(chǎng)強(qiáng)方向,電勢(shì)變小,故A點(diǎn)電勢(shì)較大,即AB;故選D【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵通過速度時(shí)間圖象得到物體的速度變化情況和加速度變化情況,然后判斷場(chǎng)強(qiáng)方向和電勢(shì)大小10.在真空中的x軸上的原點(diǎn)和x=6a處分別固定一個(gè)點(diǎn)電荷M、N,在x=2a處由靜止釋放一個(gè)正點(diǎn)電荷P,假設(shè)點(diǎn)電荷P只受電場(chǎng)力作用沿x軸方向運(yùn)動(dòng),其速度大小與在x軸上的位置關(guān)系如圖所示,則下列說法中正確的是()A. 點(diǎn)電荷M、N一定都是負(fù)電荷B. 點(diǎn)電荷P的電勢(shì)能一定是先增大后減小C. 點(diǎn)電荷M、N所帶電荷量的絕對(duì)值之比為2:1D. x=4a處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零【答案】D【解析】試題分析:考點(diǎn):【名師點(diǎn)睛】11.一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),其“速度時(shí)間”圖象如圖所示。分析圖象后,下列說法正確的是( )A. A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C處的電場(chǎng)強(qiáng)度B. B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)一定都為零C. 粒子在A處的電勢(shì)能大于在C處的電勢(shì)能D. A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差大于B、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差【答案】A【解析】試題分析:因?yàn)関-t線的斜率等于物體的加速度,故在A處的加速度大于C處的加速度,A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C處的電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)A正確;B、D兩點(diǎn)切線的斜率為零,故兩點(diǎn)的加速度為零,場(chǎng)強(qiáng)為零,但是電勢(shì)不一定都為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;粒子在A處的速度大于C處的速度,則在A處的動(dòng)能大于C處的動(dòng)能,在A處的電勢(shì)能小于在C處的電勢(shì)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理可知:UACq=12mvA212mvC2;UBDq=12mvD212mvB2,由圖線可知12mvD212mvB212mvA212mvC2,則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差小于B、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選A.考點(diǎn):v-t圖線;動(dòng)能定理;電場(chǎng)強(qiáng)度【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)v-t圖線及動(dòng)能定理的考查;關(guān)鍵是理解速度時(shí)間圖線的物理意義,圖線的斜率等于物體的加速度;電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減?。豢朔妶?chǎng)力做功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加,且電場(chǎng)力做功等于動(dòng)能的變化量.12.等量異種點(diǎn)電荷在周圍空間產(chǎn)生靜電場(chǎng),其連線(x軸)上各點(diǎn)的電勢(shì)隨x的分布圖象如圖所示。x軸上AOAOB. EAEOEBC. EpoEpAEpO-EpA【答案】D【解析】【詳解】A項(xiàng),在正負(fù)電荷的連線上,電場(chǎng)線由正電荷指向負(fù)電荷,沿電場(chǎng)線電勢(shì)在降低,所以AOB ,故A錯(cuò);B項(xiàng),根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知,越靠近點(diǎn)電荷的地方電場(chǎng)線越密集,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,則有EBEAEO,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。C項(xiàng),由于AOB,而電子在電勢(shì)高的地方對(duì)應(yīng)的電勢(shì)能小,故C錯(cuò);D項(xiàng),根據(jù)電場(chǎng)線分布可知AO之間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小于OB之間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度,再根據(jù)圖像中B點(diǎn)到O點(diǎn)距離大于A點(diǎn)到O點(diǎn)距離可知,所以從A到O電場(chǎng)力做功小于從O到B電場(chǎng)力做功,所以EpB-EpOEpO-EpA,故D對(duì);故選D13.兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn),兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零,ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高,則 A. N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零B. C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零C. NC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸正方向D. 將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功【答案】BD【解析】試題分析:-x圖象的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度E根據(jù)兩點(diǎn)電荷連線的電勢(shì)高低的分布如圖所示,由于沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低,可知兩點(diǎn)電荷的電性根據(jù)功能關(guān)系分析電場(chǎng)力做功的正負(fù)x圖像的斜率表示點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度,故N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,A錯(cuò)誤B正確;由圖可知:OM間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向,MC間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向,NC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸負(fù)方向,C錯(cuò)誤;因?yàn)镸C間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向,CD間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向,則將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力先做正功后負(fù)功,D正確14.在X軸上的L和L點(diǎn)分別固定了A,B兩個(gè)點(diǎn)電荷,A的電荷量為+Q,B的電荷量為Q,如圖所示,設(shè)沿X軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向,則整個(gè)X軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨X變化的圖象正確的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】等量異種電荷電場(chǎng)線的分布如圖,可知,x-L時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度E方向向左,為負(fù)。-LxL時(shí),E方向向右,為正。xL時(shí),E方向向左,為負(fù),且O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選C。15.如圖所示,質(zhì)量為m,帶電量為q的粒子,以初速度v0,從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,粒子通過電場(chǎng)中B點(diǎn)時(shí),速率vB=2v0,方向與電場(chǎng)的方向一致,則A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為:( )A. mv022qB. 3mv02qC. 2mv02qD. 3mv022q【答案】C【解析】粒子從A到B,根據(jù)動(dòng)能定理得qUAB-mgh=12mvB212mv02;因?yàn)樗俾蕍B=3v0,粒子在豎直方向只受到重力,則有:mgh=12mv02。由以上三式解得:UAB9mv022q故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選D。點(diǎn)睛:涉及到電勢(shì)差的問題,常常要用到動(dòng)能定理本題的難點(diǎn)在于運(yùn)動(dòng)的處理,由于微粒受到兩個(gè)恒力作用,運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解是常用的方法16.一帶正電的質(zhì)點(diǎn),電量q=2.0109C,在靜電場(chǎng)中由點(diǎn)移到b點(diǎn),在這過程中,除電場(chǎng)力外,其他力做的功為6.0105J,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0105J,則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab為A. 3104V B. 1104V C. 4104V D. 7104V【答案】B【解析】根據(jù)動(dòng)能定理得:qUab+W其他=Ek得:Uab=EKW其他q=8105(6105)2109=1104V ,故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選B17.如圖所示,一電容為C的平行板電容器,兩極板A、B間距離為d,板間電壓為U,B板電勢(shì)高于A板.兩板間有M、N、P三點(diǎn),MN連線平行于極板,N、P連線垂直于極板,M、P兩點(diǎn)間距離為L(zhǎng),PMN=,.以下說法正確的是( ) A. 電容器帶電量為U/CB. 兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為U/LsinC. M、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UL/dD. 若將帶電量為+q的電荷從M移到P,該電荷的電勢(shì)能減少了qULsind【答案】ACD【解析】公式C=QU知電容器帶電荷量為CU,A正確,由勻強(qiáng)電場(chǎng)公式E=Ud得兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ud,B錯(cuò)誤。由公式U=Ed,MP兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離dMP=Lsin,由知道E=Ud所以M、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UMP=EdMP=ULsind,C正確。極板間的電場(chǎng)方向是豎直向上的,所以將帶正電的電荷從從M移到P,電場(chǎng)做正功,電勢(shì)能減小,由公式W=Uq得W=UMPq=qULsind,D正確。18.如圖所示為邊長(zhǎng)為2m的菱形ABCD,勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行于菱形所在平面,B=60,將一電子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)或D點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功均為8eV下列說法正確的是()A. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為8V/m,方向由A指向CB. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為4V/m,方向由A指向CC. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為8V/m,方向由C指向AD. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為4V/m,方向由C指向A【答案】A【解析】【詳解】將一電子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)或D點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功均為8eV,所以BD為電場(chǎng)中一條等勢(shì)線,電場(chǎng)線方向垂直BD;根據(jù)電場(chǎng)力做功計(jì)算公式可得:WAB=-eUAB解得:UAB=WAB-e-8eV-e=8V,所以電場(chǎng)線方向由A指向C;由于菱形ABCD邊長(zhǎng)為2cm,B=60,所以ABC為等邊三角形,AC長(zhǎng)度d=2m,UAC=2UAB=16V,電場(chǎng)強(qiáng)度E=UACd=162V/m=8V/m,故A正確、BCD錯(cuò)誤;故選A?!军c(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要掌握電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系;知道電場(chǎng)力做功的計(jì)算公式為WAB=qUAB,解答時(shí)做功的正負(fù)和電荷量的正負(fù)一并代入計(jì)算;另外要掌握電勢(shì)的定義式,即電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能與該電荷電荷量的比值就等于該點(diǎn)的電勢(shì),計(jì)算時(shí)電勢(shì)能和電荷量的正負(fù)號(hào)一并代入計(jì)算19.如圖所示電路中,A、B是構(gòu)成平行板電容器的兩金屬極板,P為其中的一個(gè)定點(diǎn)將開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后將A板向上平移一小段距離,則下列說法正確的是()A. 電容器的電容增加B. 在A板上移過程中,電阻R中有向上的電流C. A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大D. P點(diǎn)電勢(shì)升高【答案】B【解析】A、根據(jù)C=S4kd,當(dāng)A板向上平移一小段距離,間距d增大,其它條件不變,則導(dǎo)致電容變小,故A錯(cuò)誤;B、在A板上移過程中,導(dǎo)致電容減小,由于極板電壓不變,那么電量減小,因此電容器處于放電狀態(tài),電阻R中有向上的電流,故B正確;C、根據(jù)E=Ud與C=S4kd相結(jié)合可得E=4kQS,由于電量減小,場(chǎng)強(qiáng)大小變小,故C錯(cuò)誤;D、因場(chǎng)強(qiáng)變小,導(dǎo)致P點(diǎn)與B板的電勢(shì)差減小,因B板接地,電勢(shì)為零,即P點(diǎn)電勢(shì)降低,故D錯(cuò)誤。點(diǎn)睛:做好電容器的題目要把電容的定義式、決定式和場(chǎng)強(qiáng)的推導(dǎo)式結(jié)合應(yīng)用,掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的推導(dǎo)式,注意B極接地,電勢(shì)為零。20.如圖所示,平行板電容器充電后與電源斷開,正極板接地,兩板間有一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷固定在P點(diǎn)靜電計(jì)的金屬球與電容器的負(fù)極板連接,外殼接地以E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng),表示P點(diǎn)的電勢(shì),EP表示該試探電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,表示靜電計(jì)指針的偏角若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板緩慢向右平移一小段距離(靜電計(jì)帶電量可忽略不計(jì)),各物理量變化情況描述正確的是A. E增大,降低,EP減小,增大B. E不變,降低,EP增大,減小C. E不變,升高,EP減小,減小D. E減小,升高,EP減小,減小【答案】C【解析】正極板緩慢向右平移一小段距離,兩板間的距離減小,根據(jù)電容的決定式C=S4kd 可知,電容C變大,而電容器的電量Q不變,則由C=QU 得知,板間電壓U減小,減小;板間場(chǎng)強(qiáng)E=Ud=QCd=4kQS ,可見E不變;P點(diǎn)到正極板距離減小,由公式U=Ed得知,0P=Ed ,P點(diǎn)的電勢(shì)升高;負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能減小;故ABD錯(cuò)誤,C正確;故選C點(diǎn)睛:本題是電容器的動(dòng)態(tài)變化分析問題,難點(diǎn)是確定電場(chǎng)強(qiáng)度的變化,只要得出電場(chǎng)強(qiáng)度的變化,就可以得出P與正極板電勢(shì)差的變化,得出P點(diǎn)的電勢(shì)以及電荷在P點(diǎn)電勢(shì)能的變化21.如圖所示,帶正電的A球固定在足夠大的光滑絕緣斜面上,斜面的傾角=37,其帶電量Q= 83105C;質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=+1107C的B球在離A球L=0.1m處由靜止釋放,兩球均可視為點(diǎn)電荷(靜電力恒量k=9109Nm2/C2,sin37=0.6,cos37=0.8)(1)A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向; (2)B球的速度最大時(shí)兩球間的距離; (3)若B球運(yùn)動(dòng)的最大速度為v=4m/s,求B球從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過程中電勢(shì)能怎么變?變化量是多少?【答案】(1)2.4107N/C,方向沿斜面向上 (2)0.2m (3)0.86J【解析】【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=kQ/r2 求A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向;(2)當(dāng)靜電力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)B球的速度最大,根據(jù)庫(kù)侖定律和平衡條件求兩球間的距離;(3)B球減小的電勢(shì)能等于它動(dòng)能和重力勢(shì)能的增加量,根據(jù)功能關(guān)系求解【詳解】(1)A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=kQL2=910983105012=2.4107N/C;方向沿斜面向上(2)當(dāng)靜電力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)B球的速度最大,即:F=kQqr2=mgsin解得 r=0.2m;(3)由于rL,可知,兩球相互遠(yuǎn)離,則B球從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過程中電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能變?。桓鶕?jù)功能關(guān)系可知:B球減小的電勢(shì)能等于它動(dòng)能和重力勢(shì)能的增加量,所以B球電勢(shì)能變化量為:Ep=12mv2+mg(r-L)sin解得,Ep=0.86J22.如圖,光滑斜面傾角為37,一質(zhì)量m=110-2Kg、電荷量q=+110-6C的小物塊置于斜面上,當(dāng)加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),該物體恰能靜止在斜面上,G=10m/s2,求:(1)該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小(2)若電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?2,小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小(3)在(2)前提下,當(dāng)小物塊沿斜面下滑L=23m時(shí),機(jī)械能的改變量【答案】(1)7.5104N/C (2)3m/s2 (3)0.02J 【解析】(1)如圖所示,小物塊受重力、斜面支持力和電場(chǎng)力三個(gè)力作用,受力平衡,則有在x軸方向:Fx=Fcosmgsin=0 在y軸方向:Fy=FNmgcosFsin=0 得:qE=mgtan37,故有:E=3mg4q=7.5104N/C,方向水平向右(2)場(chǎng)強(qiáng)變化后物塊所受合力為:F=mgsin3712qEcos37 根據(jù)牛頓第二定律得:F=ma故代入解得a=0.3g=3m/s2,方向沿斜面向下。(3)機(jī)械能的改變量等于電場(chǎng)力做的功,故E=12qELcos37,解得E=0.02J。 點(diǎn)睛:由三力平衡,借助于力的平行四邊形定則來確定電場(chǎng)強(qiáng)度方向,當(dāng)受力不平衡時(shí),由牛頓運(yùn)動(dòng)定律來求解當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)涉及電場(chǎng)力、重力做功,注意電場(chǎng)力做功只與沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的位移有關(guān)。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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