第六章第2講電場的能的性質(zhì)

1、第2講電場的能的性質(zhì)1如圖1所示，將正電荷從A移動到C的過程中，下列說法正確的是()圖1A從A經(jīng)B到C靜電力對電荷做功最多B從A經(jīng)M到C靜電力對電荷做功最多C從A經(jīng)N到C靜電力對電荷做功最多D不管將正電荷經(jīng)由哪條路徑從A移動到C，靜電力對其做功都相等，且都做正功解析靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，故D正確答案D2電場中等勢面如圖2所示，下列關(guān)于該電場描述正確的是()圖2AA點(diǎn)的電場強(qiáng)度比C點(diǎn)的小B負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能比在C點(diǎn)的電勢能大C電荷沿等勢面AB移動的過程中，電場力始終不做功D正電荷由A移動到C，電場力做負(fù)功解析：由等勢面與電場線密集程度的關(guān)系可知，等勢面越密集的地方電場強(qiáng)度越大，故A

2、點(diǎn)的電場強(qiáng)度比C點(diǎn)的大，A錯誤；負(fù)電荷在電勢越高的位置電勢能越小，故B錯誤；沿等勢面移動電荷，電場力不做功，故C正確；正電荷由A移動到C，電場力做正功，故D錯誤答案：C3如圖3所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢線取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，若將q1、q2移動到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()圖3AA點(diǎn)電勢大于B點(diǎn)電勢BA、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等Cq1的電荷量小于q2的電荷量Dq1在A點(diǎn)的電勢能小于q2在B點(diǎn)的電勢能解析 由題意知點(diǎn)電荷Q帶負(fù)電，所以有A<B<0，得|UA|>|UB|，移動兩試探電荷

3、克服電場力做功相等，有q1|UA|q2|UB|，所以q1<q2，A錯誤、C正確由Ek，A點(diǎn)比B點(diǎn)離Q近，所以EA>EB，B錯誤根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，q1在A點(diǎn)的電勢能等于q2在B點(diǎn)的電勢能，D錯誤答案 C4如圖4所示，在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中，有一四面體CAOB，C、A、O、B為四面體的四個頂點(diǎn)，且O(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0，L,0)、C(0,0，L)D(2L,0,0)是x軸上一點(diǎn)，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處固定著Q的點(diǎn)電荷，下列說法正確的是()圖4AA、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B電勢差UOAUADC將一電子由C點(diǎn)分別移動到A、B兩點(diǎn)，電場力做功相同D電子在A點(diǎn)的

4、電勢能大于在D點(diǎn)的電勢能解析A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相同，方向不同，A錯電勢差UOA>UAD，B錯A、B、C三點(diǎn)在同一等勢面上，所以將電子由C分別移到A、B兩點(diǎn)，電場力做功相同，故C對電子在A點(diǎn)的電勢能小于在D點(diǎn)的電勢能，D錯答案C5如圖5所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對稱、b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上以下判斷正確的是()圖5Ab點(diǎn)場強(qiáng)大于d點(diǎn)場強(qiáng)Bb點(diǎn)場強(qiáng)小于d點(diǎn)場強(qiáng)Ca、b兩點(diǎn)間的電勢差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢差D試探電荷q在a點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能解析 兩點(diǎn)電荷連線上的中點(diǎn)是連

5、線上場強(qiáng)最小的點(diǎn)同時也是中垂線上場強(qiáng)最大的點(diǎn)，所以d點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)，B正確、A錯誤；根據(jù)電場分布的對稱性可知，C正確；正試探電荷在電勢高的地方電勢能大，D錯誤答案 BC6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6所示下列說法中正確的是()圖6AO點(diǎn)的電勢最低Bx2點(diǎn)的電勢最高Cx1和x1兩點(diǎn)的電勢相等Dx1和x3兩點(diǎn)的電勢相等解析 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

6、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，D錯誤答案 C7一帶電粒子僅在電場力作用下以初速度v0從t0時刻開始運(yùn)動，其vt圖象如圖7所示如粒子在2t0時刻運(yùn)動到A點(diǎn)，5t0時刻運(yùn)動到B點(diǎn)以下說法中正確的是()圖7AA、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EAEBBA、B兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為A>BC粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時，電場力做的總功為正D粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時，電勢能先減少后增加解析由速度圖象可知粒子在A、B兩點(diǎn)加速度相同，受力相同，故A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EAEB，A正確；由速度圖象可知粒子在A點(diǎn)速度為零，在B點(diǎn)速度不為零，故粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時，電場力做正功，電勢能減少

7、，C正確，D錯誤；對負(fù)電荷，當(dāng)電勢能減少時電勢升高，B錯誤答案AC8一個電子只在電場力作用下從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，軌跡如圖6中虛線所示，圖8中的一組等距平行實(shí)線表示的可能是電場線也可能是等差等勢面，則以下說法正確的是()圖8A無論圖中的實(shí)線是電場線還是等勢面，a點(diǎn)的場強(qiáng)都比b點(diǎn)的場強(qiáng)小B無論圖中的實(shí)線是電場線還是等勢面，a點(diǎn)的電勢都比b點(diǎn)的電勢高C無論圖中的實(shí)線是電場線還是等勢面，電子在a點(diǎn)的電勢能都比在b點(diǎn)的電勢能小D如果圖中的實(shí)線是等勢面，電子在a點(diǎn)的速率一定大于在b點(diǎn)的速率解析根據(jù)運(yùn)動軌跡可以判斷電子所受電場力方向指向曲線內(nèi)側(cè)，如果平行實(shí)線是電場線，電場方向向左，則從a到b電場力做正功，動能

8、增大、電勢能減小，C錯；如果平行實(shí)線是等勢面，電場方向向上，則從a到b電場力做負(fù)功，動能減小、電勢能增大，D正確；不管平行實(shí)線是電場線還是等勢面都表示勻強(qiáng)電場，a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等，A錯；電勢高低則要根據(jù)具體情況而確定，B錯答案D9如圖9所示，勻強(qiáng)電場方向平行于xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個半徑為R5 m的圓，圓上有一個電荷量為q1×108 C的試探電荷P，半徑OP與x軸正方向的夾角為(如圖)，P沿圓周移動時，其電勢能Ep2.5×105sin (J)，則()圖9Ax軸位于零勢面上B電場強(qiáng)度大小為500 V/m，方向沿y軸正方向Cy軸位于零勢面上D電場強(qiáng)度大小為500 V/

9、m，方向沿x軸正方向解析由Ep2.5×105sin (J)知，x軸上的勢能為0，是零勢面，電場線沿y軸方向，A對，C錯；當(dāng)90°時，Ep2.5×105 JEqR，解得E500 V/m，方向沿y軸負(fù)方向，B、D錯答案A10有一靜電場，其電勢隨x坐標(biāo)的改變而改變，變化的圖線如圖10所示若將一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放，電場中P、Q兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為1 mm、4 mm.則下列說法正確的是()圖10A粒子將沿x軸正方向一直向前運(yùn)動B粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時，加速度大小相等、方向相反C粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時，動能相等D粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時，電場力做功的功率相等

10、解析 根據(jù)題中的x圖象，畫出電場強(qiáng)度E隨x的變化圖象及粒子的vt圖象，如圖所示，由圖可知A錯誤；由牛頓第二定律知，粒子在P、Q兩點(diǎn)時的加速度滿足aP2aQ，則B錯誤；由vt圖象知，粒子在P、Q兩點(diǎn)時對應(yīng)的時間分別是t0和(3)t0，其速度相等，則C正確；粒子在P、Q兩點(diǎn)時的功率PEqv，因電場強(qiáng)度不相同，故功率不同，則D錯誤 答案 C11如圖11所示，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方h高度的P點(diǎn)，固定電荷量為Q的點(diǎn)電荷一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時速度為v.已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電勢為(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零

11、)，PA連線與水平軌道的夾角為60°，試求：圖11(1)物塊在A點(diǎn)時受到軌道的支持力大?。?2)點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢解析 (1)物塊在A點(diǎn)受重力、電場力、支持力分解電場力，由豎直方向受力平衡得FNmgksin 60°又因?yàn)閔rsin 60°由以上兩式解得支持力大小為FNmg(2)從A運(yùn)動到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)的過程中，由動能定理得qUmv2mv又因?yàn)閁BAB，由以上兩式解得B(vv2).答案 (1)mg(2)(vv2)12一帶電平行板電容器被豎直安放，如圖12所示，兩板間距d0.1 m，電勢差U1 000 V現(xiàn)從平行板上A處以vA3 m/s的速度水平向左射入一帶正電小球(已知小球的電荷量q107 C，質(zhì)量m0.02 g)，經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)小球打在A點(diǎn)正下方的B處(g取10 m/s2)，圖12(1)在圖上粗略畫出帶電小球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的軌跡(2)求A、B間的距離sAB