2016-2017学年高中物理重点强化卷1电场力的性质和电场能的性质新人教版选修

重点强化卷(一)电场力的性质和电场能的性质(建议用时：60分钟)一、选择题1(多选)如图所示，下列为电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象，其中正确的是()【解析】电场中某点的电场强度与试探电荷无关，所以A正确，B错误，由FqE知，F­q图象为过原点的倾斜直线，故D正确，C错误【答案】AD2(2016·滨州高二检测)如图1所示，某电场中的一条电场线，其上有a、b、c三点，abbc，则把点电荷q从a点经b点移到c点的过程中，电场力做功的大小关系有() 【导学号：08160048】图1AWab>WbcBWabWbcCWab<Wbc D无法比较【解析】只知道一条电场线，其周围的电场线的疏密情况不知道，可能是左侧场强大，可能是右侧场强大，也可能是匀强电场，电场力做功大小无法判定，故选D.【答案】D3(2016·宁波高二检测)两个放在绝缘架上的相同的金属球，相距为d，球的半径比d小得多，分别带有q和3q的电荷，相互斥力为3F，现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力变为()A0 BFC3F D4F【解析】由库仑定律可得：3Fk3k；所以有：Fk；而两球接触后再分开平分总电量，故分开后两球的带电量为2q；则库仑力为：F4F；故D正确，A、B、C错误【答案】D4.如图2所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知<，下列叙述不正确的是()图2A若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少B若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加C若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做负功，电势能增加D若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变【解析】由于是正点电荷形成的电场，故把一正电荷从M移到N，则电场力做正功，电势能减少，选项A正确，选项B错误；若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做负功，电势能增加，故选项C正确；电场力做功的特点是只与带电粒子所处的始末位置有关，而与其路径无关，故选项D正确【答案】B5(2016·资阳高二检测)空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图3所示，在相等的时间间隔内() 【导学号：08160049】图3A重力做的功相等B电场力做的功相等C电场力做的功大于重力做的功D电场力做的功小于重力做的功【解析】将微粒的运动分解成竖直方向与水平方向在竖直方向，电场力大于重力，所以加速度方向竖直向上，则在连续相等的时间内，变化的高度不同，所以电场力与重力做功均不相等，故A、B均错误；由上分析可知，电场力大于重力，因此电场力做功总大于重力做功，故C正确，D错误【答案】C6如图4所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，分别为30°和45°.则为()图4A2B3C2D3【解析】设细线长为l，A的带电荷量为Q.A与B处在同一水平线上，以A为研究对象，受力分析，作出受力图，如图所示根据平衡条件可知，库仑力跟重力的合力与细线的拉力等大反向，由几何关系列式得tan ，其中Fk，两式整理得：q，将题干中的两种情况代入得：2.【答案】C7如图5所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将做() 【导学号：08160050】图5A自由落体运动B曲线运动C沿着悬线的延长线做匀加速直线运动D变加速直线运动【解析】烧断前，小球受三个力而平衡，线的拉力与重力和电场力的合力等大反向，烧断线后，拉力消失，而另外两个力不变，合力与拉力方向相反，则小球将沿着悬线的延长线做初速度为零的匀加速直线运动故C正确【答案】C8如图6所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线AOB匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是()图6A先变大后变小，方向水平向左B先变大后变小，方向水平向右C先变小后变大，方向水平向左D先变小后变大，方向水平向右【解析】等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应先由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图乙所示由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A、O、B运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，故选B.【答案】B9(2016·济宁高二检测)A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图7所示由此电场的电场线分布可能是图中的() 【导学号：08160051】图7【解析】根据带电微粒的v­t图象可知，带负电的微粒做加速度逐渐增大的减速运动受到的电场力方向与电场线的方向相反，并且电场力的方向与运动方向相反，电场力逐渐增大，选项B、C错误；在选项D所描述的情况下，带电微粒加速运动，则选项D错误；只有选项A正确【答案】A10如图8所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1.0 V、2.0 V、3.0 V，则下列说法正确的是()图8A匀强电场的电场强度大小为10 V/mB匀强电场的电场强度大小为 V/mC电荷量为1.6×1019 C的正点电荷从E点移到F点，电荷克服电场力做功为1.6×1019 JD电荷量为1.6×1019 C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减少4.8×1019 J【解析】对A、B选项，要找出等势面，求出两个等势面之间的距离可以将A、C两点连接，则A、C中点电势为2.0 V，而且恰好在EB连线上，所以E点电势为2.0 V，F、D两点的电势分别为1.0 V、3.0 VDF连线距离为10 cm，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系E V V，所以A选项错误，B选项正确对C、D选项，直接利用计算电场力做功的公式和电场力的功与电势能的关系解决UEF1 V，WEFqUEF1.6×1019×1 J1.6×1019 J，所以C选项错误UFD2 V，WFDqUFD1.6×1019×(2) J3.2×1019 J，负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减小3.2×1019 J，因而D选项也错误【答案】B二、计算题11(2016·乐山高二检测)在如图9所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x0.20 m，已知AB连线与电场线夹角为60°，当电荷量Q2.0×108 C的点电荷受电场力的大小为F4.0×104 N求：(1)电场强度E的大小(2)将该点电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W.(3)如果A0 V，B点电势为多少？图9【解析】(1)由FqE得：E V/m2×104 V/m.(2)由WFxcos 60°得：W4×104×0.2×0.5 J4.0×105 J.(3)由UABE·dExcos 60°得：UAB2×104×0.2×0.5 V2.0×103 V且UABAB0B得：BUAB2×103 V.【答案】(1)2×104 V/m(2)4.0×105 J(3)2×103 V12(2016·宜春高二检测)如图10所示，在绝缘粗糙的水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等电量的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中AaBb，O为AB连线的中点，一质量为m带电量为q的小滑块(可以看作质点)以初动能Ek0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的3倍，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数(2)O、b两点间的电势差(3)小滑块运动的总路程图10【解析】(1)a、b是AB连线上的两点，其中AaBb，可知a、b两点关于O点对称，则a、b点电势相等，即Uab0.设滑块与水平面间的摩擦力大小为f.对滑块从a到b的过程中，由动能定理得：f0Ek0，摩擦力：fmg，解得：.(2)对于滑块从O到b的过程中，由动能定理得：qUObmg·03Ek0，解得：UOb.(3)对于滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得：qUaOmgs0Ek0，UaOUOb，解得：sL.【答案】(2)(3)L