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2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時提升練19 電場能的性質(zhì)

上傳人:xt****7 文檔編號:105534072 上傳時間:2022-06-12 格式:DOC 頁數(shù):7 大?。?22.02KB
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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時提升練19 電場能的性質(zhì) 題組一 對電場線、場強(qiáng)、電勢、電勢能的理解 1.關(guān)于靜電場,下列說法正確的是(  ) A.電勢等于零的物體一定不帶電 B.電場強(qiáng)度為零的點,電勢一定為零 C.同一電場線上的各點,電勢一定相等 D.負(fù)電荷沿電場線方向移動時,電勢能一定增加 【解析】 零電勢點是人為選擇的參考點,所以電勢等于零的物體可以帶電,也可以不帶電,故A錯;電場強(qiáng)度和電勢是兩個不同的物理量,電場強(qiáng)度為零的點,電勢不一定為零,B錯誤;沿著電場線方向電勢不斷降低,故C錯;負(fù)電荷在電場中受到的電場力的方向與電場線方向相反,故負(fù)電荷沿電場線方向移動時,電場力做負(fù)

2、功,電勢能增加,故D對. 【答案】 D 2.如圖6-2-21所示,a、b、c為電場中同一條電場線上的三點,其中c為ab的中點.已知a、b兩點的電勢分別為φa=3 V,φb=9 V,則下列敘述正確的是(  ) 圖6-2-21 A.該電場在c點處的電勢一定為6 V B.a(chǎn)點處的場強(qiáng)Ea一定小于b點處的場強(qiáng)Eb C.正電荷從a點運(yùn)動到b點的過程中電勢能一定增大 D.正電荷只受電場力作用從a點運(yùn)動到b點過程中動能一定增大 【解析】 本題中電場線只有一條,又沒說明是哪種電場的電場線,因此電勢降落及場強(qiáng)大小情況都不能確定,A、B錯;a、b兩點電勢已知,正電荷從a到b是從低電勢向高電勢

3、運(yùn)動,電場力做負(fù)功,動能減小,電勢能增大,C對,D錯. 【答案】 C 3.(多選)一帶正電粒子僅在電場力作用下從A點經(jīng)B、C運(yùn)動到D點,其v-t圖象如圖6-2-22所示,則下列說法中正確的是(  ) 圖6-2-22 A.A處的電場強(qiáng)度一定大于B處的電場強(qiáng)度 B.粒子在A處的電勢能一定大于在B處的電勢能 C.CD間各點電場強(qiáng)度和電勢都為零 D.A、B兩點的電勢差大于CB兩點間的電勢差 【解析】 由題圖知粒子在A處的加速度大于在B處的加速度,因a=,所以EA>EB,A對;粒子從A到B動能增加,由動能定理知電場力必做正功,電勢能必減小,B對;同理由動能定理可知A、C兩點的電勢相等

4、,UAB=UCB,D錯;僅受電場力作用的粒子在CD間做勻速運(yùn)動,所以CD間各點電場強(qiáng)度均為零,但電勢是相對于零勢點而言的,可以不為零,C錯. 【答案】 AB 題組二 對電場力做功與電勢能變化關(guān)系的考查 4.如圖6-2-23所示,將帶正電的甲球放在不帶電的乙球左側(cè),兩球在空間形成了穩(wěn)定的靜電場,實線為電場線,虛線為等勢線.A、B兩點與兩球球心連線位于同一直線上,C、D兩點關(guān)于直線AB對稱,則(  ) 圖6-2-23 A.A點和B點的電勢相同 B.C點和D點的電場強(qiáng)度相同 C.正電荷從A點移至B點,電場力做正功 D.負(fù)電荷從C點移至D點,電勢能增大 【解析】 A點比乙球面電勢

5、高,乙球面比B點電勢高,故A點和B點的電勢不相同,A錯;C、D兩點場強(qiáng)大小相等,方向不同,B錯;φA>φB,WAB>0,C對;C、D兩點位于同一等勢面上,故此過程電勢能不變,D錯. 【答案】 C 5.(多選)(xx·綿陽三診)在正方形的四個頂點上分別固定有帶電荷量絕對值均為Q的點電荷,其帶電性如圖6-2-24所示.正方形的對角線交點為O,在兩條對角線上分別取點A、B、C、D且OA=OB=OC=OD.不計電子重力.則(  ) 圖6-2-24 A.C、D兩點的電場強(qiáng)度相同,A、B兩點的電場強(qiáng)度不同 B.C、D兩點電勢相等,A、B兩點電勢不相等 C.電子從C點沿直線運(yùn)動到D點,電勢能

6、先增加后減少 D.電子從O點沿直線運(yùn)動到B點,電勢能先增加后減少 【解析】 根據(jù)點電荷形成的電場的場強(qiáng)的計算公式和矢量的疊加原理可知,C、D兩點的電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,A、B兩點的電場強(qiáng)度大小不等,方向相同,故A選項錯誤;根據(jù)等量同種電荷和等量異種電荷形成的電場中電勢高低的特點可知,C、D兩點的電勢相等,A點的電勢高于B點電勢,故B選項正確;電子從C點適動到O點的過程中,電子所受電場力的方向與電子的速度方向的夾角為鈍角,則電子所受電場力對電子做負(fù)功,故電子的電勢能增加,而電子從O點運(yùn)動到D點的過程中,電子所受電場力的方向與電子的速度方向的夾角為銳角,則電子所受電場力對電子做正功,則電

7、子的電勢能減少,則電子從C點運(yùn)動到D點的過程中,電勢能先增加后減少,故C選項正確;電子從O點運(yùn)動到B點的過程中,電子所受電場力的方向與電子的速度方向相反,即電場力一直做負(fù)功,則電勢能一直增加,故D選項錯誤. 【答案】 BC 6.(xx·龍巖市一級達(dá)標(biāo)學(xué)校聯(lián)合測試)半徑為R、電荷量為Q的均勻帶正電的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場;場強(qiáng)大小沿半徑分布如圖6-2-25所示,圖中E0已知;取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,距球心r處的電勢為φ=k(r≥R),式中k為靜電力常量.下列說法錯誤的是(  ) 圖6-2-25 A.球心處的電勢最高 B.球心與球表面間的電勢差等于E0R C.只在電場力作用下,緊靠

8、球體表面一帶電荷量為-q(q>0)的粒子能掙脫帶電球的引力的最小初動能為 D.只在電場力作用下,緊靠球體表面一帶電荷量為-q(q>0)的粒子能掙脫帶電球的引力的最小初動能為E0Rq 【解析】 沿著電場線,電勢降低,則球心處的電勢最高,由E-r圖象可得,球心與球表面間的電勢差等于E0R,選項A、B正確;只在電場力作用下,緊靠球體表面的粒子-q能掙脫帶電球的引力的最小初動能為,選項C正確,選項D錯誤. 【答案】 D 題組三 關(guān)于粒子在電場中運(yùn)動問題的分析 7.(多選)如圖6-2-26所示,實線表示電場線,虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運(yùn)動軌跡.粒子先經(jīng)過M點,再經(jīng)過N點.可以判定( 

9、 ) 圖6-2-26 A.粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力 B.M點的電勢高于N點的電勢 C.粒子帶正電 D.粒子在M點的動能大于在N點的動能 【解析】 電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小,電場線越密集,場強(qiáng)越大.M點所在區(qū)域電場線比N點所在區(qū)域電場線疏,所以M點的場強(qiáng)小,粒子在M點受到的電場力?。蔄錯誤.沿電場線方向,電勢逐漸降低.從總的趨勢看,電場線的方向是從M到N的,所以M點的電勢高于N點的電勢.故B正確.如圖所示,用“速度線與力線”的方法,即在粒子運(yùn)動的始點M作上述兩條線,顯然電場力的方向與電場線的方向基本一致,所以粒子帶正電,C正確.“速度線與力線”夾角為銳

10、角.所以電場力做正功,粒子的電勢能減小,由能量守恒知其動能增加.故D錯誤. 【答案】 BC 8.如圖6-2-27所示,xOy平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E,方向未知,電場線跟x軸的負(fù)方向夾角為θ,電子在坐標(biāo)平面xOy內(nèi),從原點O以大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度射入電場,最后打在y軸上的M點.電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,重力不計.則(  ) 圖6-2-27 A.O點電勢高于M點電勢 B.運(yùn)動過程中,電子在M點電勢能最大 C.運(yùn)動過程中,電子的電勢能先減少后增加 D.電場力對電子先做負(fù)功,后做正功 【解析】 由電子的運(yùn)動軌跡知,電子受到的電場力方向斜向左上,故電場方向斜向右

11、下,M點電勢高于O點電勢,A錯誤;電子在M點電勢能最小,B錯誤;運(yùn)動過程中,電子先克服電場力做功,電勢能增加,后電場力對電子做正功,電勢能減少,故C錯誤,D正確. 【答案】 D B組 深化訓(xùn)練——提升應(yīng)考能力 9.如圖6-2-28所示,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子,以初速度v0從a點豎直向上射入勻強(qiáng)電場中,勻強(qiáng)電場方向水平向右.粒子 圖6-2-28 通過電場中的b點時,速率為2v0,方向與電場方向一致,則a、b兩點間的電勢差為(  ) A.mv/(2q) B.3mv/q C.2mv/q D.3mv/(2q) 【解析】 由題意可知,粒子受重力和水平方向的電場力作用,由加

12、速度定義a=Δv/Δt,可得加速度的大小ax=2ay=2g,由牛頓第二定律可知,qE=2mg,水平位移x=v0t,豎直位移y=v0t/2,即x=2y,因此電場力做功W1=qEx=qUab,重力做功W2=-mgy=-W1/4,由動能定理得:W1+W2=m(2v0)2-mv,解得:Uab=. 【答案】 C 10.(多選)如圖6-2-29所示,MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,軌道半徑為R,A、B為圓水平直徑的兩個端點,AC為圓?。粋€質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電小球,從A點正上方高為H處由靜止釋放,并從A點沿切線進(jìn)入半圓軌道.不計空氣阻力及一切能量

13、損失,關(guān)于帶電小球的運(yùn)動情況,下列說法正確的是(  ) 圖6-2-29 A.小球一定能從B點離開軌道 B.小球在AC部分可能做勻速圓周運(yùn)動 C.若小球能從B點離開,上升的高度一定小于H D.小球到達(dá)C點的速度可能為零 【解析】 若電場力大于重力,則有可能不從B點離開軌道,選項A錯誤;若電場力等于重力,小球在AC部分做勻速圓周運(yùn)動,選項B正確;因電場力做負(fù)功,則機(jī)械能損失,上升的高度一定小于H,選項C正確;由圓周運(yùn)動知識可知,若小球到達(dá)C點的速度為零,則在此之前就已脫軌了,選項D錯誤. 【答案】 BC 11.勻強(qiáng)電場中的A、B、C三點構(gòu)成一邊長為a的等邊三角形,如圖6-2-3

14、0所示,場強(qiáng)方向平行于紙面.具有初速度的電子在電場力作用下從B到A動能減少E0,質(zhì)子在電場力作用下從C到A動能增加E0,求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng).(不計重力) 圖6-2-30 【解析】 根據(jù)動能定理得電子從B到A過程中 -eUBA=-E0,UBA=① 質(zhì)子從C到A過程中 eUCA=E0,UCA=② 由①②可知B、C兩點電勢相等且大于A點電勢,即 φB=φC>φA 因為電場為勻強(qiáng)電場,所以BC連線為等勢面(如圖中虛線),與BC垂直為電場線(如圖中實線),所以 E===, 方向垂直BC指向A. 【答案】 ,方向垂直BC指向A 12.如圖6-2-31所示,帶電荷量為Q的正點電

15、荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點,斜面上有A、B兩點,且A、B和C在同一直線上,A和C相距為L,B為AC中點.現(xiàn)將一帶電小球從A點由靜止釋放,當(dāng)帶電小球運(yùn)動到B點時速度正好又為零,已知帶電小球在A點處的加速度大小為,靜電力常量為k,求: 圖6-2-31 (1)小球運(yùn)動到B點時的加速度大?。? (2)B和A兩點間的電勢差(用Q和L表示). 【解析】 (1)帶電小球在A點時:mgsin 30°-k=maA帶電小球在B點時:-mgsin 30°=maB 且aA=,可解得:aB= (2)由A點到B點應(yīng)用動能定理得: mgsin30°·-qUBA=0 由mgsin 30°-k=maA=m 可得:mg=k,可求得:UBA= 【答案】 (1) (2)

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