《電場能的性質(zhì) 練習(xí)題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電場能的性質(zhì) 練習(xí)題（6頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、電場能的性質(zhì)訓(xùn)練題 1.兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示，一個電荷量為2 C，質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動的 vt圖像如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說法正確的是(　　) A．B點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，電場強(qiáng)度E＝2 V/m B．由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中物塊的電勢能先減小后變大 C．由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中，電勢逐漸升高 D．AB兩點(diǎn)電勢差UAB＝－5 V 2. 空間有一沿x軸對稱 分布的電場，其電場 強(qiáng)度E隨x變化的圖 象如圖所示．下列說 法中正確的是(

2、　　) A．O點(diǎn)的電勢最低 B．x2點(diǎn)的電勢最高 C．x1和－x1兩點(diǎn)的電勢相等 D．O到x1和O到x3兩點(diǎn)的電勢差相等 3. 如圖所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有D、E、F三點(diǎn)，且DE＝EF.K、M、L分別為過D、E、F三點(diǎn)的等勢面．一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子，從a點(diǎn)射入電場，運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示，以|Wab|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場力做功的數(shù)值，則(　　) A．|Wab|＝|Wbc| B．|Wab|<|Wbc| C．粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)，動能減少 D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢較b點(diǎn)的電勢低 4.所示，在豎直平面內(nèi)，帶等量同種電荷的小球A

3、、B，帶電荷量為－q(q＞0)，質(zhì)量都為m，小球可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理?，F(xiàn)固定B球，在B球正上方足夠高的地方由靜止釋放A球，則從釋放A球開始到A球運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中(　　) A．小球A的動能不斷增大 B．小球A的加速度不斷減小 C．小球A的機(jī)械能不斷減小 D．小球A的電勢能不斷增大 5.如圖所示，實(shí)線是一 質(zhì)子僅在電場力作用 下由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn) 的運(yùn)動軌跡，虛線可 能是電場線，也可能 是等差等勢線，則 (　 　) A．若虛線是電場線，則質(zhì)子在a點(diǎn)的電勢能大，動能小 B．若虛線是等差等勢線，則質(zhì)子在a點(diǎn)的電勢能大，動能小 C．質(zhì)子在a點(diǎn)的加速度一定大于在

4、b點(diǎn)的加速度 D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢一定高于b點(diǎn)的電勢 6.光滑水平面上有一邊長為l的正方形區(qū)域處在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，電場方向與正方形一邊平行．一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子由某一邊的中點(diǎn)，以垂直于該邊的水平初速度v0進(jìn)入該正方形區(qū)域，不計(jì)粒子的重力．當(dāng)粒子再次運(yùn)動到該正方形區(qū)域的邊緣時，具有的動能可能為(　　) A．0　　　　　　　B.mv＋qEl C.mv D.mv＋qEl 7. 在光滑絕緣水平 面上的P點(diǎn)正上 方O點(diǎn)固定一個 電荷量為＋Q的 點(diǎn)電荷，在水平 面上的N點(diǎn)，由 靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為－q的試探電荷， 該試

5、探電荷經(jīng)過P點(diǎn)時速度為v，圖中θ＝60， 規(guī)定電場中P點(diǎn)的電勢為零．則在＋Q形成的 電場中(　 　) A．N點(diǎn)電勢高于P點(diǎn)電勢 B．N點(diǎn)電勢為－ C．P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的4倍 D．試探電荷在N點(diǎn)具有的電勢能為－mv2 8. 如圖所示，一個電量為＋Q的點(diǎn)電荷甲，固定 平面上的O點(diǎn)，另一個電量為－q、質(zhì)量為m 的 電荷乙從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動，到B點(diǎn)時速度最小且為v，已知靜電力常量為k，點(diǎn)電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為μ，AB間距離為L，則以下說法不正確的是(　　) A．OB間的距離為 B．從A到B的過程中，電場力對點(diǎn)電荷乙做的功為W＝μ

6、mgL＋mv02－mv2 C．從A到B的過程中，電場力對點(diǎn)電荷乙做的功為W＝μmgL＋mv2－mv02 D．從A到B的過程中，乙的電勢能減少 9. 如圖所示，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場 一個邊長為10 cm的正六邊 形的六個頂點(diǎn)，A、B、C三 點(diǎn)電勢分別為1 V、2 V、3 V，正六邊形所在平面與電 場線平行。下列說法正確的 是(　　) A．通過CD和AF的直線應(yīng)為電場中的兩條 等勢線 B．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為10 V/m C．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向?yàn)橛蒀指向A D．將一個電子由E點(diǎn)移到D點(diǎn)，電子的電勢能將減少1.610－19 J 10.如圖所示，

7、帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在傾角為30的光滑絕緣斜面底部的C點(diǎn)，斜面上 有A、B兩點(diǎn)，且A、B和C在同一直線上，A 和C相距為L，B為AC中點(diǎn)．現(xiàn)將一帶電小球 從A點(diǎn)由靜止釋放， 當(dāng)帶電小球運(yùn)動到 B點(diǎn)時速度恰好為 零．已知帶電小球 在A點(diǎn)處的加速 度大小為，靜電力常量為k，求： (1)小球運(yùn)動到B點(diǎn)時的加速度大?。? [g/2] (2)B和A兩點(diǎn)間的電勢差(用Q和L表示)． 11.如圖所示，空間存在著強(qiáng) 度E＝2.5102N/C，方向 豎直向上的勻強(qiáng)電場，在 電場內(nèi)一長為L＝0.5 m的 絕緣細(xì)線，一端固定在O

8、 點(diǎn)，另一端拴著質(zhì)量m＝0.5 kg、電荷量q＝410－2C的小球．現(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂．取g＝10 m/s2.求： (1)小球的電性； (2)細(xì)線能承受的最大拉力； (3)當(dāng)小球繼續(xù)運(yùn)動后與O點(diǎn)水平方向距離為L時，小球距O點(diǎn)的高度． 12. 如圖所示,空間有場強(qiáng)E=1.0102 V/m、豎直向下的電場,長L=0.8 m不可伸長的輕繩固定于O點(diǎn).另一端系一質(zhì)量m=0.5 kg帶電荷量q=510－2C的小球.拉起小球至繩水平后在A點(diǎn)無初速度釋

9、放,當(dāng)小球運(yùn)動至O點(diǎn)的正下方B點(diǎn)時,繩恰好斷裂然后垂直打在同一豎直平面且與水平面成θ=53、無限大的擋板MN上的C點(diǎn),g取10 m/s2.(sin 53=0.8,cos 53=0.6)試求: (1)繩子的最大張力FT; (2)A、C兩點(diǎn)的電勢差UAC. 1.兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示，一個電荷量為2 C，質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動的 vt圖像如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說法正確的是(　　)

10、 A．B點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，電場強(qiáng)度E＝2 V/m B．由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中物塊的電勢能先減小后變大 C．由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中，電勢逐漸升高 D．AB兩點(diǎn)電勢差UAB＝－5 V 解析：選D　小物塊在B點(diǎn)加速度最大，故B點(diǎn)電場強(qiáng)度最大，由vt圖線知B點(diǎn)加速度為2 m/s2，據(jù)qE＝ma得E＝1 V/m，選項(xiàng)A錯誤；由C到A的過程中小物塊動能一直增大，電勢能始終在減小，故電勢逐漸降低，選項(xiàng)B、C錯誤；根據(jù)動能定理有qUAB＝mvB2－mvA2，解得UAB＝－5 V，選項(xiàng)D正確。 2. 空間有一沿x軸對稱 分布的電場，其電場 強(qiáng)度E隨x變化的圖 象如圖所示．下列說 法中

11、正確的是(　　) A．O點(diǎn)的電勢最低 B．x2點(diǎn)的電勢最高 C．x1和－x1兩點(diǎn)的電勢相等 D．O到x1和O到x3兩點(diǎn)的電勢差相等 [解析]　沿x軸對稱分布的電場，由題圖可得其電場線以O(shè)點(diǎn)為中心指向正、負(fù)方向(或從正、負(fù)無窮遠(yuǎn)指向O)，沿電場線電勢降落(最快)，所以O(shè)點(diǎn)電勢最高(或最低)，A、B錯誤；由于電場沿x軸對稱分布，則O點(diǎn)到x1與O點(diǎn)到－x1的電勢差相等，故x1與－x1兩點(diǎn)電勢相等，C正確；x1和x3兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，電勢不相等，故O到x1和O到x3兩點(diǎn)的電勢差也不相等，D錯誤． [答案]　C 3. 如圖所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有D、E、F三點(diǎn)，且DE＝EF.K

12、、M、L分別為過D、E、F三點(diǎn)的等勢面．一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子，從a點(diǎn)射入電場，運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示，以|Wab|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場力做功的數(shù)值，則(　　) A．|Wab|＝|Wbc| B．|Wab|<|Wbc| C．粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)，動能減少 D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢較b點(diǎn)的電勢低 解析：選C.由等量異種點(diǎn)電荷的電場線特點(diǎn)可知靠近電荷處電場強(qiáng)度大，類比公式U＝Ed知|Uab|>|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|>|Wbc|，則A、B均錯誤；從帶負(fù)電粒子的運(yùn)動軌跡可知該粒子從a點(diǎn)到c點(diǎn)受到大體向左的作用力，故左側(cè)為正電荷，從左向

13、右電勢降低，則D錯誤；粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增加，動能減少，則C正確． 4.所示，在豎直平面內(nèi)，帶等量同種電荷的小球A、B，帶電荷量為－q(q＞0)，質(zhì)量都為m，小球可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理。現(xiàn)固定B球，在B球正上方足夠高的地方由靜止釋放A球，則從釋放A球開始到A球運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中(　　) A．小球A的動能不斷增大 B．小球A的加速度不斷減小 C．小球A的機(jī)械能不斷減小 D．小球A的電勢能不斷增大 解析：選CD　釋放A球后，由牛頓第二定律有mg－k＝ma，可知小球A先做加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)mg＝k時，小球A加速度減為零，此后小球A做加速度增大的減速運(yùn)動，選項(xiàng)A、B錯

14、誤；小球A下降過程中，電場力一直做負(fù)功，小球A的機(jī)械能不斷減小，電勢能不斷增大，選項(xiàng)C、D正確。 5.如圖所示，實(shí)線是一 質(zhì)子僅在電場力作用 下由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn) 的運(yùn)動軌跡，虛線可 能是電場線，也可能 是等差等勢線，則 (　 　) A．若虛線是電場線，則質(zhì)子在a點(diǎn)的電勢能大，動能小 B．若虛線是等差等勢線，則質(zhì)子在a點(diǎn)的電勢能大，動能小 C．質(zhì)子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度 D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢一定高于b點(diǎn)的電勢 解析：選BC.若虛線是電場線，由質(zhì)子軌跡可知質(zhì)子所受電場力方向沿電場線向左，由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，動能減小，A錯；若虛線是等

15、勢線，則質(zhì)子所受電場力垂直等勢線向下，由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減小，動能增大，B對；因電場線和等差等勢線的疏密程度均可表示電場強(qiáng)度大小，而a點(diǎn)處于密集區(qū)，所以Ea>Eb，由a＝知C對；因質(zhì)子在a、b兩點(diǎn)的電勢能大小無法比較，由Ep＝qφ知，a、b兩點(diǎn)的電勢無法比較，D錯． 6.光滑水平面上有一邊長為l的正方形區(qū)域處在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，電場方向與正方形一邊平行．一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子由某一邊的中點(diǎn)，以垂直于該邊的水平初速度v0進(jìn)入該正方形區(qū)域，不計(jì)粒子的重力．當(dāng)粒子再次運(yùn)動到該正方形區(qū)域的邊緣時，具有的動能可能為(　　) A．0　　　　　　　B.mv＋qEl C.

16、mv D.mv＋qEl 解析：選ABC.存在如下幾種可能情況，設(shè)粒子帶正電． (1)從bc進(jìn)，ad出時，由動能定理得，Ek＝mv＋qEl. (2)從ab進(jìn)，ad出時，則Ek＝mv＋qEl，則B可能； (3)從ab進(jìn)，cd出時，得Ek≤mv＋qEl. (4)從ad邊進(jìn)入，若qEl＝mv，則到達(dá)bc時速度為零，故A可能； (5)從ad進(jìn)，bc出時，Ek＝mv－qEl. (6)從ad邊進(jìn)入，若qEl>mv，則未出電場區(qū)，而后做反向勻加速運(yùn)動，返回ad邊時，動能仍為mv，故C可能，D不可能． 7. 在光滑絕緣水平 面上的P點(diǎn)正上 方O點(diǎn)固

17、定一個 電荷量為＋Q的 點(diǎn)電荷，在水平 面上的N點(diǎn)，由 靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為－q的試探電荷， 該試探電荷經(jīng)過P點(diǎn)時速度為v，圖中θ＝60， 規(guī)定電場中P點(diǎn)的電勢為零．則在＋Q形成的 電場中(　 　) A．N點(diǎn)電勢高于P點(diǎn)電勢 B．N點(diǎn)電勢為－ C．P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的4倍 D．試探電荷在N點(diǎn)具有的電勢能為－mv2 8. 如圖所示，一個電量為＋Q的點(diǎn)電荷甲，固定 平面上的O點(diǎn)，另一個電量為－q、質(zhì)量為m 的 電荷乙從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動，到B點(diǎn)時速度最小且為v，已知靜電力常量為k，點(diǎn)電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為μ，AB間

18、距離為L，則以下說法不正確的是(　　) A．OB間的距離為 B．從A到B的過程中，電場力對點(diǎn)電荷乙做的功為W＝μmgL＋mv02－mv2 C．從A到B的過程中，電場力對點(diǎn)電荷乙做的功為W＝μmgL＋mv2－mv02 D．從A到B的過程中，乙的電勢能減少 解析：選B　A做加速度逐漸減小的減速直線運(yùn)動，到B點(diǎn)時速度最小，所受庫侖力等于摩擦力，由μmg＝k，解得OB間的距離為r＝ ，選項(xiàng)A正確。從A到B的過程中，由動能定理，電場力對點(diǎn)電荷乙做的功為W＝μmgL＋mv2－mv02，選項(xiàng)B不正確，C正確。從A到B的過程中，電場力做正功，乙的電勢能減小，選項(xiàng)D正確。 9. 如圖所示，A、B、

19、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場 一個邊長為10 cm的正六邊 形的六個頂點(diǎn)，A、B、C三 點(diǎn)電勢分別為1 V、2 V、3 V，正六邊形所在平面與電 場線平行。下列說法正確的 是(　　) A．通過CD和AF的直線應(yīng)為電場中的兩條 等勢線 B．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為10 V/m C．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向?yàn)橛蒀指向A D．將一個電子由E點(diǎn)移到D點(diǎn)，電子的電勢能將減少1.610－19 J [解析]　 [答案]　ACD.AC的中點(diǎn)電勢為2 V，所以BE為等勢線，CD、AF同為等勢線，故A正確；CA為電場線方向，電場強(qiáng)度大小E＝＝ V/m＝ V/m，故B錯誤，C正確；由UED

20、＝UBC＝－1 V，WED＝－eUED＝1.610－19 J。 10.如圖所示，帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在傾角為30的光滑絕緣斜面底部的C點(diǎn)，斜面上 有A、B兩點(diǎn)，且A、B和C在同一直線上，A 和C相距為L，B為AC中點(diǎn)．現(xiàn)將一帶電小球 從A點(diǎn)由靜止釋放， 當(dāng)帶電小球運(yùn)動到 B點(diǎn)時速度恰好為 零．已知帶電小球 在A點(diǎn)處的加速 度大小為，靜電力常量為k，求： (1)小球運(yùn)動到B點(diǎn)時的加速度大??； [g/2] (2)B和A兩點(diǎn)間的電勢差(用Q和L表示)． [kQ/L] 解析：(1)帶電小球在A點(diǎn)時： mgsin 30－k＝maA 帶電小球在B點(diǎn)時：－mgsin 3

21、0＝maB 且aA＝ 可解得：aB＝. (2)由A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用動能定理得： mgsin 30－UBAq＝0 由mgsin 30－k＝maA＝m可得： mg＝k 可求得：UBA＝. 11.如圖所示，空間存在著強(qiáng) 度E＝2.5102N/C，方向 豎直向上的勻強(qiáng)電場，在 電場內(nèi)一長為L＝0.5 m的 絕緣細(xì)線，一端固定在O 點(diǎn)，另一端拴著質(zhì)量m＝ 0.5 kg、電荷量q＝410－2C的小球．現(xiàn)將細(xì)線 拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球 運(yùn)動到最高點(diǎn)時細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能 承受的最大值而斷裂．取g＝10 m/s2.求： (1)小球的

22、電性； 【正電】 (2)細(xì)線能承受的最大拉力；【15N】 (3)當(dāng)小球繼續(xù)運(yùn)動后與O點(diǎn)水平方向距離為L時，小球距O點(diǎn)的高度． [0.625m] 解析：(1)由小球運(yùn)動到最高點(diǎn)可知，小球帶正電． (2)設(shè)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時速度為v，對該過程由動能定理有，(qE－mg)L＝mv2① 在最高點(diǎn)對小球由牛頓第二定律得， FT＋mg－qE＝m② 由①②式解得，F(xiàn)T＝15 N. (3)小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a， 則a＝③ 設(shè)小球在水平方向運(yùn)動L的過程中，歷時t，則L＝vt④ 設(shè)豎直方向上的位移為x， 則x＝at2⑤ 由①③④⑤解得x＝0.1

23、25 m 所以小球距O點(diǎn)高度為x＋L＝0.625 m. 12. 如圖所示,空間有場強(qiáng)E=1.0102 V/m、豎直向下的電場,長L=0.8 m不可伸長的輕繩固定于O點(diǎn).另一端系一質(zhì)量m=0.5 kg帶電荷量q=510－2C的小球.拉起小球至繩水平后在A點(diǎn)無初速度釋放,當(dāng)小球運(yùn)動至O點(diǎn)的正下方B點(diǎn)時,繩恰好斷裂然后垂直打在同一豎直平面且與水平面成θ=53、無限大的擋板MN上的C點(diǎn),g取10 m/s2.(sin 53=0.8,cos 53=0.6)試求: (1)繩子的最大張力FT; 〖30 N〗 (2)A、C兩點(diǎn)的電勢差UAC.〖125 V〗 解析:(1)A→B由動能定理及圓周運(yùn)動

24、知識有:(mg+qE)L=m v,(2分) FT－(mg+qE)=m (2分) 解得FT=30 N.(1分) (2)A→C由功能關(guān)系及電場相關(guān)知識有: (mg+qE)hAC=mv (1分) vCsin θ=vB,(1分) UAC=EhAC. (1分) 解得UAC=125 V. (1分) v0 ○ 13. .平行板電容器兩板 相距d=0.1m，如右圖， 將下圖所示的交變電壓 加在兩板上，當(dāng)t=0時， 電子從兩板中央(與兩板 U/V t/10－8s O 91 －91 1 2 3 4 5 相距都是d/2)平行于板射入板間的勻強(qiáng)電場中，電子通過電場后剛好從一板邊緣飛出，設(shè)電子的電量為1.610－19C，質(zhì)量為0.9110－30kg.求： (1)電子從進(jìn)入電場到110－8s的時間內(nèi)沿場強(qiáng)方向的位移為多大？ (2)電子通過電場的過程中動能增加了多少電子伏特？ 6