2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 靜電場 課時(shí)作業(yè)20 電場能的性質(zhì).doc

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課時(shí)作業(yè)（二十）電場能的性質(zhì)基礎(chǔ)小題練1將一正電荷從無限遠(yuǎn)處移入電場中M點(diǎn)，靜電力做功W16109 J，若將一個(gè)等量的負(fù)電荷從電場中N點(diǎn)移向無限遠(yuǎn)處，靜電力做功W27109 J，則M、N兩點(diǎn)的電勢M、N，有如下關(guān)系()AMN0 BNM0CNM0 DMN0【解析】對正電荷M；對負(fù)電荷N，即N.而W2W1，0，且和均大于0，則NM0，正確答案選C.【答案】C2.如圖所示，空間中存在著由一固定的正點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出)產(chǎn)生的電場，另一正點(diǎn)電荷僅在電場力作用下沿曲線MN運(yùn)動(dòng)，在M點(diǎn)的速度大小為v0，方向沿MP方向，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度大小為v，且vv0，則() AQ一定在虛線MP上方BM點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的電勢高C正點(diǎn)電荷在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的小D正點(diǎn)電荷在M點(diǎn)的加速度大小比在N點(diǎn)的大【解析】兩個(gè)正電荷間為庫侖斥力，運(yùn)動(dòng)軌跡向上偏，Q必定在虛線MP之下，給正點(diǎn)電荷斜向左上方的力，A錯(cuò)誤；正點(diǎn)電荷在M、N兩點(diǎn)中的M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大，則正點(diǎn)電荷在M點(diǎn)時(shí)的電勢能小，C正確；正點(diǎn)電荷在高電勢處電勢能大，所以M點(diǎn)電勢低，B錯(cuò)誤；正點(diǎn)電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)速度減小，說明N點(diǎn)離Q近，在N點(diǎn)受到的電場力大，加速度大，D錯(cuò)誤【答案】C3.如圖所示，在某電場中畫出了三條電場線，C點(diǎn)是AB連線的中點(diǎn)已知A點(diǎn)的電勢為A50 V，B點(diǎn)的電勢為B10 V，則C點(diǎn)的電勢() AC30 VBC30 VCC30 VD上述選項(xiàng)都不正確【解析】AC之間的電場線比CB之間的電場線密，由UEd可定性判斷相等距離之間AC的電勢差較大，所以CEpBEpAD粒子從A運(yùn)動(dòng)到B與從B運(yùn)動(dòng)到C，靜電力做的功可能相等【解析】帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，受到的靜電力方向相同，選項(xiàng)A正確；根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可得，粒子帶負(fù)電，帶負(fù)電的粒子在電勢高的位置電勢能小，所以EpCEpBEpA，選項(xiàng)B、C正確；A、B間的電勢差與B、C間的電勢差不相同，粒子從A運(yùn)動(dòng)到B與從B運(yùn)動(dòng)到C，靜電力做的功也不等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】ABC5.如圖所示，在水平地面上豎直固定一絕緣彈簧，彈簧中心直線的正上方固定一個(gè)帶電小球Q，現(xiàn)將與Q帶同種電荷的小球P從直線上的N點(diǎn)由靜止釋放，在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中，下列說法中正確的是() A小球P的電勢能先減小后增加B小球P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定增加C小球動(dòng)能的減少量等于電場力和重力做功的代數(shù)和D小球P速度最大時(shí)所受彈簧彈力和電場力的合力為零【解析】在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中，電場力對小球P一直做正功，小球P的電勢能一直減小，小球P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定增加，B正確，A錯(cuò)誤；小球動(dòng)能的減少量等于彈簧彈力、電場力和重力做功的代數(shù)和，C錯(cuò)誤；小球P速度最大時(shí)所受重力、彈簧彈力和電場力的合力為零，D錯(cuò)誤【答案】B6(2018山東濰坊高三期末)如圖所示，在勻強(qiáng)電場中有A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)構(gòu)成直角三角形，A37，AB邊長為5 m，D為AB中點(diǎn)，電場線與ABC所在平面平行，A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為14 V、6 V和6 V，取sin 370.6，cos 370.8，則()AUDC4 V BUDC10 VCE2 V/m DE1.6 V/m【解析】將AB二等分，因UAB8 V，則每等分兩端的電勢差為4 V，UAD4 V，D10 V，B6 V，UDC4 V，A對、B錯(cuò)；BC6 V，B、C兩點(diǎn)位于同一等勢面上，過D點(diǎn)作DEAC于E點(diǎn)，則DE也為一等勢面，E10 V，電場線即沿AC方向，場強(qiáng)E2 V/m，故C對、D錯(cuò)【答案】AC創(chuàng)新導(dǎo)向練7生產(chǎn)科技以電子束焊接為背景考查電場能的性質(zhì)電子束焊接機(jī)中的電子槍如圖所示，K為陰極，A為陽極，陰極和陽極之間的電場線如圖中虛線所示，A上有一小孔，陰極發(fā)射的電子在陰極和陽極間電場作用下聚集成一細(xì)束，以極高的速率穿過陽極上的小孔，射到被焊接的金屬上，使兩塊金屬熔化而焊接到一起，不考慮電子重力，下列說法正確的是()AA點(diǎn)的電勢低于K點(diǎn)的電勢B電子克服電場力做功C電子的電勢能不斷增加D電子動(dòng)能不斷增加【解析】A點(diǎn)電勢高于K點(diǎn)電勢，A錯(cuò)；電子逆著電場線方向運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，電勢能減小，動(dòng)能增加，故B、C錯(cuò)，D對【答案】D8生活科技電視機(jī)顯像管中的等勢面如圖所示，實(shí)線為電視機(jī)顯像管主聚焦電場中的等勢面，a、b、c、d為圓上的4個(gè)點(diǎn)，則下列說法中正確的是()Aa、b、c、d四點(diǎn)電勢不等，但電場強(qiáng)度相同B一電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做的功為0.8 eVC若一電子從左側(cè)沿中心軸線穿越電場區(qū)域，將做加速度先減小后增大的直線運(yùn)動(dòng)D若一電子從左側(cè)沿中心軸線穿越電場區(qū)域，將做加速度先增大后減小的直線運(yùn)動(dòng)【解析】由圖可知，a、b兩點(diǎn)電勢相等，c、d兩點(diǎn)電勢相等，但電場強(qiáng)度大小相等，方向不相同，A錯(cuò)誤一電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做的功W(cb)(0.900.10)eV0.8 eV，B正確觀察圖中給出的等差等勢面的疏密可知，沿中心軸線從左到右，電場強(qiáng)度先增大后減小，故電子將做加速度先增大后減小的直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確【答案】BD9高新科技利用“靜電透鏡”原理考查電場性質(zhì)靜電透鏡是利用靜電場使電子束會(huì)聚或發(fā)散的一種裝置如圖所示為該透鏡工作原理示意圖，虛線表示這個(gè)靜電場在xOy平面內(nèi)的一簇等勢線，等勢線形狀相對于Ox軸、Oy軸對稱，且相鄰兩等勢線的電勢差相等圖中實(shí)線為某個(gè)電子通過電場區(qū)域時(shí)的軌跡示意圖，關(guān)于此電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)過程中，下列說法正確的是()Aa點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢B電子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度C電子在a點(diǎn)的動(dòng)能大于在b點(diǎn)的動(dòng)能D電子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能【解析】由于等勢線的電勢沿x軸正向增加，根據(jù)等勢線與電場線垂直，可作出電場線，電子所受的電場力與場強(qiáng)方向相反，故電子在y軸左側(cè)受到一個(gè)斜向右下方的電場力，在y軸右側(cè)受到一個(gè)斜向右上方的電場力，故電子沿x軸方向一直加速，對負(fù)電荷是從低電勢向高電勢運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)等勢線的疏密知道b處的電場線也密，場強(qiáng)大，電子的加速度大，故B錯(cuò)誤；根據(jù)負(fù)電荷在電勢低處電勢能大，可知電子的電勢能一直減小，則電子在a處的電勢能大于在b處的電勢能，電子的電勢能一直減小，則電子穿過電場的過程中，電場力始終做正功，動(dòng)能增加，故C錯(cuò)誤，D正確【答案】D10生活科技示波管中的電場線和等勢線如圖所示為某示波管的聚焦電場，實(shí)線和虛線分別表示電場線和等勢線兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，設(shè)電場力對兩電子做的功分別為Wa和Wb，a、b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，則() AWaWb，EaEb BWaWb，EaEbCWaWb，EaEb DWaWb，EaEb【解析】由題圖知a、b在同一等勢面上，故UacUbc，又由WqU知，WaWb，又由于在同一電場中，電場線密集處場強(qiáng)大，故EaEb，A正確【答案】A綜合提升練11(2018山東煙臺(tái)高三上學(xué)期期中)在豎直面內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系，坐標(biāo)系內(nèi)有一沿水平方向的勻強(qiáng)電場一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電液滴，從P點(diǎn)由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，速度大小為v.已知重力加速度大小為g，P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為y，求：(1)P、O兩點(diǎn)間的電勢差；(2)電場強(qiáng)度的大小【解析】(1)從P到O過程，由動(dòng)能定理得：mgyqUmv20，解得：U.(2)液滴在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)：ygt2，vygt，在水平方向，液滴做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，v0att，液滴到達(dá)O點(diǎn)的速度：v，解得：E.【答案】(1)(2) 12如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R0.4 m，在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場線與軌道所在的平面平行，電場強(qiáng)度E1.0104 N/C.現(xiàn)有一電荷量q1.0104C，質(zhì)量m0.1 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))，在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)(圖中未畫出)取g10 m/s2.試求：(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對圓形軌道的壓力大??；(2)D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離xDB；(3)帶電體在從P開始運(yùn)動(dòng)到落至D點(diǎn)的過程中的最大動(dòng)能(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【解析】(1)設(shè)帶電體通過C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，依據(jù)牛頓第二定律有mgm，解得vC2.0 m/s.設(shè)帶電體通過B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，軌道對帶電體的支持力大小為FB，帶電體在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有FBmgm.帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有mg2Rmvmv聯(lián)立解得FB6.0 N，根據(jù)牛頓第三定律，帶電體對軌道的壓力FB6.0 N.(2)設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有2Rgt2，xDBvCtt2.聯(lián)立解得xDB0.(3)由P到B帶電體做加速運(yùn)動(dòng)，故最大速度一定出現(xiàn)在從B經(jīng)C到D的過程中，在此過程中只有重力和電場力做功，這兩個(gè)力大小相等，其合力與重力方向成45夾角斜向右下方，故最大速度必出現(xiàn)在B點(diǎn)右側(cè)對應(yīng)圓心角為45處設(shè)帶電體的最大動(dòng)能為Ekm，根據(jù)動(dòng)能定理有 qERsin 45mgR(1cos 45)Ekmmv，代入數(shù)據(jù)解得Ekm1.17 J.【答案】(1)6.0 N(2)0(3)1.17 J