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1、
第6章(靜電場)
李仕才
題組1 對電勢、場強、電勢能關(guān)系的理解
1.下列說法中,正確的是( )
A.電場強度為零的地方,電勢一定為零
B.電勢為零的地方電場強度不一定為零
C.電場強度相同的地方,電勢一定相等
D.電勢相等的地方電場強度一定相等
答案:B
2.關(guān)于電場力做功與電勢差的關(guān)系,下列說法正確的是( )
A.M、N兩點間的電勢差等于單位電荷從M點移到N點電場力做的功
B.不管是否存在其他力做功,電場力對電荷做多少正功,電荷的電勢能就減少多少
C.在兩點移動電荷電場力做功為零,則兩點一定在同一等勢面上,且電荷一定在等勢面上移動
D.在兩點間移動電荷
2、電場力做功的多少與零電勢的選擇有關(guān)
解析:W=qUAB=q(φA-φB),由此關(guān)系式可以得出,當(dāng)q取單位正電荷時,W=UAB,也就是說“M、N兩點間的電勢差等于單位正電荷從M點移到N點電場力做的功”,所以A錯;不管是否有其他力做功,電場力做多少正功,電荷的電勢能就減少多少,B正確;在兩點間移動電荷,電場力做功為零,說明了兩點間的電勢差為零,但移動的路徑不能確定,故C錯誤;兩點間的電勢差和零電勢的選擇沒有關(guān)系,所以在兩點間移動電荷,電場力做功的多少和零電勢的選擇沒有關(guān)系,D錯誤.
答案:B
3.
如圖所示,有四個等量異種電荷,放在正方形的四個頂點處.A、B、C、D為正方形四個邊的中點
3、,O為正方形的中心,下列說法中正確的是( )
A.A、B、C、D四個點的電場強度相同
B.O點電場強度等于零
C.將一帶正電的試探電荷勻速從B點沿直線移動到D點,電場力做功為零
D.將一帶正電的試探電荷勻速從A點沿直線移動到C點,試探電荷具有的電勢能增大
解析:由點電荷電場疊加規(guī)律以及對稱關(guān)系可知,A、C兩點電場強度相同,B、D兩點電場強度相同,選項A錯誤;O點的電場強度方向向右,不為0,選項B錯誤;由電場分布和對稱關(guān)系可知,將一帶正電的試探電荷勻速從B點沿直線移動到D點,電場力做功為零.將一帶正電的試探電荷勻速從A點沿直線移動到C點,電場力做正功,試探電荷具有的電勢能減小,選項C
4、正確,D錯誤;因此答案選C.
答案:C
題組2 電勢的高低、電勢能增減的判斷
4.將一正電荷從無窮遠處移入電場中M點,電勢能減少了8.010-9 J.若將另一等量的負電荷從無窮遠處移入電場中的N點,電勢能增加了9.010-9 J.下列判斷正確的是( )
A.φM<φN<0 B.φN>φM>0
C.φN<φM<0 D.φM>φN>0
解析:取無窮遠處電勢為0,則正電荷在M點的電勢能為-8.010-9 J,負電荷在N點的電勢能為9.010-9 J.由φ=,M、N點的電勢φM<0,φN<0,且|φN|>|φM|,即φN<φM<0,故C正確.
答案:C
5.
(
5、多選)(2014廣東四校聯(lián)考)某電場的電場線分布如圖所示,將一電荷量q=210-9 C的試探電荷由電場中的a點移到b點,電荷克服電場力做功為410-8 J,下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)點的場強大于b點的場強
B.試探電荷帶正電
C.a(chǎn)點電勢高于b點電勢
D.a(chǎn),b兩點間的電勢差為20 V
解析:電場線的疏密程度表示電場強度的大小,A錯誤;把試探電荷從a點移到b點,克服電場力做功,說明試探電荷所受的電場力和電場方向相反,試探電荷帶負電,B錯誤;沿電場線的方向電勢降低,C正確;因為Uab===20 V,D正確.
答案:CD
題組3 電場中的功能關(guān)系
6.(2014大綱卷)地球表
6、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、帶電荷量為-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 J
B.1.5010-4 J和9.9510-3 J
C.-1.5010-4 J和9.6510-3 J
D.1.5010-4 J和9.6510-3 J
解析:在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0 m,電場力做功W=qEh=-1.0010-7 C150 N/C10.0 m=-1.50
7、10-4 J,該小球的電勢能增加1.5010-4 J.由動能定理可知,動能的改變量為W+mgh=-1.5010-4 J+1.0010-4 kg9.80 m/s210.0 m=9.6510-3 J,選項D正確.
答案:D
7.
圖中的虛線a、b、c、d表示勻強電場中的4個等勢面.兩個帶電粒子M、N(重力忽略不計)以平行于等勢面的初速度射入電場,運動軌跡分別如圖中MPN和NQM所示.已知M是帶正電的粒子.則下列說法中正確的是( )
A.N一定也帶正電
B.a(chǎn)點的電勢高于b點的電勢,a點的場強大于b點的場強
C.帶電粒子N的動能減小、電勢能增大
D.帶電粒子N的動能增大、電勢能減
8、小
解析:根據(jù)偏轉(zhuǎn)情況得帶正電的M粒子向右偏,N粒子向左偏必帶負電,故A錯;該電場是勻強電場,故B錯;兩粒子都是電勢能減小,動能增大,故C錯,D對.
答案:D
8.
如圖所示,在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強電場.現(xiàn)有一個質(zhì)量m=2.010-3 kg、電荷量q=2.010-6 C的帶正電的物體(可視為質(zhì)點),從O點開始以一定的水平初速度向右做直線運動,其位移隨時間的變化規(guī)律為x=6.0t-10t2,式中x的單位為m,t的單位為s.不計空氣阻力,取g=10 m/s2.求:
(1)勻強電場的場強大小和方向;
(2)帶電物體在0~0.5 s內(nèi)電勢能的變化量.
解析:(1)
9、由x=6.0t-10t2可知,加速度大小a=20 m/s2
根據(jù)牛頓第二定律Eq=ma
解得場強E=2.0104 N/C,方向水平向左
(2)物體在0.5 s內(nèi)發(fā)生的位移為
x=6.00.5 m-0.25 m=0.5 m
電場力做負功,電勢能增加
ΔEp=qEx=210-2 J
答案:(1)2.0104 N/C,方向水平向左
(2)210-2 J
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