高三物理一轮复习 第6章 静电场 第2讲 电场的能的性质知能提升演练

电场的能的性质 随堂反馈1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，电势能一定增加解析：零电势点的位置是人为选定的，与物体是否带电无关，A错误电场强度与电势的大小之间无直接联系，B错误沿电场线的方向电势是逐渐降低的，C错误负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能一定增加，故D正确答案：D2.(2016淮南高三联考)如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为()AUOP10sin (V)B.UOP10sin (V)CUOP10cos (V) D.UOP10cos (V)解析：沿着电场线方向电势降低，故UOP0，在匀强电场中，UOPERsin 10sin (V)，故A正确答案：A3.(2014高考北京卷)如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是()A1、2两点的场强相等B1、3两点的场强相等C1、2两点的电势相等D2、3两点的电势相等解析：本题考查电场线和等势面的相关知识根据电场线和等势面越密集，电场强度越大，有E1>E2E3，但E2和E3电场强度方向不同，故A、B错误沿着电场线方向，电势逐渐降低，同一等势面电势相等，故1>23，C错误，D正确答案：D4.(多选)静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以初速度v0从O点(x0)进入电场，沿x轴正方向运动下列叙述正确的是()A粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐减小B粒子从x1运动到x3的过程中，电势能一直增大C要使粒子能运动到x3处，粒子的初速度v0至少为 D若v0，粒子在运动过程中的最大速度为 解析：粒子从O运动到x1的过程中，电势升高，场强方向沿x轴负方向，粒子带负电，故粒子所受的电场力方向沿x轴正方向，粒子做加速运动，A错误粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，电势能一直增大，B正确当粒子恰好运动到x3处时，由动能定理得q(00)0mv，解得v0，即粒子的初速度v0至少为，C错误若v0，则粒子在x1处电势能最小，动能最大，由动能定理得q(00)mvmv，解得最大速度vm，D正确答案：BD5.(2016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，BOC30，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mgRsin 30mvmv2解得vC.(2)由A到C应用动能定理得WACmghmv0得WACmvmghmv2mgRmgh由电势能变化与电场力做功的关系得EpWACmghmv2mgR.答案：(1) (2)mghmv2mgR课时作业一、单项选择题1(2016济南高三质检)如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是()AEAECEB，ACBBEBEAEC，ACBCEAEB，EAEC，AB，ACD因为电势零点未规定，所以无法判断电势高低解析：根据等量异种电荷电场线的分布图，电场线的疏密反映场强的大小，故EBEAEC，又因沿电场线方向电势逐渐降低，而A、C两点在同一等势面上，故ACB，所以选项B正确答案：B2(2016长沙模拟)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的四个点，则()AP、Q两点处的电荷等量同种Ba点和b点的电场强度相同Cc点的电势低于d点的电势D负电荷从a到c，电势能减小解析：由题中所给的等势面分布图是对称的及电场线与等势面垂直可得，P、Q两点应为等量异种电荷，A错误；a、b两点的电场强度方向不同，B错误；因P处为正电荷，因此c点的电势高于d点的电势，C错误；因P处为正电荷，故Q处为负电荷，负电荷从靠负电荷Q较近的a点移到靠正电荷P较近的c点时，电场力做正功，电势能减小，D正确答案：D3.一带正电的检验电荷仅在电场力作用下沿x轴从向运动，其速度v随位置x变化的图象如图所示在xx1和xx1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大，则在x轴上()Axx1和xx1两处，电场强度相同Bxx1和xx1两处，电场强度最大Cx0处电势最小D从xx1运动到x过程中，电荷的电势能逐渐增大解析：xx1和xx1两处，电场强度大小相同，方向相反，A错误检验电荷仅受电场力作用，电场强度越大，加速度越大，即vt图线的斜率越大，故xx1和xx1处电场强度最大，B正确检验电荷在电场中运动，其动能和电势能之和保持不变，x0处速度最小，动能最小，故电势能最大，电荷为正，故电势最高，C错误从xx1运动到x过程中，电荷速度逐渐增大，电势能逐渐减小，D错误答案：B4地球表面附近某区域存在大小为 150 N/C、方向竖直向下的电场. 一质量为1.00 104 kg、带电荷量为1.00107 C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力)()A1.50104 J和9.95103 JB1.50104 J和9.95103 JC1.50104 J和9.65103 JD1.50104 J和9.65103 J解析：本题考查功与能设小球下落的高度为h，则电场力做的功W1qEh1.5104 J，电场力做负功，电势能增加，所以电势能增加1.5104 J；重力做的功W2mgh9.8103 J，合力做的功W W1 W29.65103 J，根据动能定理可知EkW9.65103 J，因此D项正确答案：D二、多项选择题5. (2014高考新课标全国卷)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()A电场强度的方向处处与等电势面垂直B电场强度为零的地方，电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向解析：由静电场的电场线与等势面垂直可知A正确电势大小是由参考点和电场共同决定的，与场强的大小无关，B、C错误沿电场线电势降低，且电势降落最快的方向为电场方向，D正确答案：AD6如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且ABBC，电场中A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有()AA>B>CB.EC>EB>EACUAB<UBC D.UABUBC解析：A、B、C三点处在一条电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故A>B>C，A正确；由电场线的疏密程度可以看出电场强度大小关系为EC>EB>EA，B正确；电场线密集的地方电势降落较快，故UBC>UAB，C正确，D错误答案：ABC7.某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在x0x0区间内()A该静电场是匀强电场B该静电场是非匀强电场C电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐减小D电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐增大解析：由于电势随x的变化不是均匀变化，即不是常数，所以该静电场一定是非匀强电场，且O点电场强度最大，x0处电场强度最小，选项A错误，B正确；由电势变化规律可知，电场线方向指向x轴负方向，在O点由静止释放一电子，电子所受电场力的方向指向x轴正方向，电子将沿x轴正方向运动，且加速度逐渐减小，选项C正确，D错误答案：BC8如图所示，在xOy坐标系中，将一带负电的试探电荷q由y轴上的a点移至x轴上的b点时，需克服电场力做功W；若将q从a点移至x轴上的c点时，也需克服电场力做功W.那么此空间存在的静电场可能是()A电场强度沿y轴负方向的匀强电场B电场强度沿x轴正方向的匀强电场C位于第象限某一位置的正点电荷形成的电场D位于y轴上的一对等量异种电荷形成的电场解析：电荷由a到b过程中qUabW，由a到c过程中qUacW，说明b、c两点电势均相等，且a点电势比b、c两点电势高，在图1、3、4中b、c两点电势均相等，且a点电势比b、c两点电势高，图2中b、c两点电势不相等所以A、C、D项正确，B项错误答案：ACD9.(2016湖南十三校联考)如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们是一个四边形的四个顶点，abcd，abbc,2abcdbc2l，电场线与四边形所在平面平行已知a点电势为24 V，b点电势为28 V，d点电势为12 V一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0，方向与bc成45，一段时间后经过c点，则下列说法正确的是()Ac点电势为20 VB质子从b运动到c所用的时间为C场强的方向由a指向cD质子从b运动到c电场力做功为8 eV解析：如图，由匀强电场中电场分布与电势差间的关系有baae得e20 V又becd得c20 V，A正确ec连线为等势线，则电场方向由b指向d，C错误质子做类平抛运动，则有2lsin 45v0t得t，B正确质子从b运动到c电场力做功WqUbc8 eV，D正确答案：ABD10.如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中()A小球与弹簧组成的系统机械能守恒B小球的重力势能增加W1C小球的机械能增加W1mv2D小球的电势能减少W2解析：由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故A选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加，增加量为W1，故B选项正确；小球增加的机械能等于重力势能的增加量与小球动能的增加量之和，即W1mv2，故C选项错误；根据电场力做功