江浙鸭12020版高考物理总复习第八章静电场考点强化练19电场能的性质.doc

考点强化练19电场能的性质1.如图所示为电场中的一条电场线,在这条直线上有a、b两点,用Ea、Eb表示a、b两处的电场强度大小,则()A.因为电场线从a指向b,所以Ea>EbB.因为电场线从a指向b,所以b点的电势比a点电势低C.因为电场线是直线,所以Ea=EbD.在a点由静止释放一正的点电荷,电荷将做匀加速直线运动2.对于电场中的A、B两点,下列说法正确的是()A.公式UAB=WABq说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功C.1 C的正电荷从A点移到B点,静电力做1 J的功,则这两点间的电势差为1 VD.若电荷由A点移到B点的过程中,除受静电力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功3.一个带正电的质点,电荷量q=2.010-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,除电场力外,其他外力做的功为6.010-5 J,质点的动能增加了8.010-5 J,则a、b两点间电势差Uab为()A.1104 VB.-1104 VC.4104 VD.-7104 V4.如图所示,匀强电场中的六个点A、B、C、D、E、F为正八面体的六个顶点,已知BE中点O的电势为零,A、B、C三点的电势分别为7 V、-1 V、3 V,则E、F两点的电势分别为()A.2 V、-2 VB.1 V、-3 VC.1 V、-5 VD.-2 V、-4 V5.如图所示,虚线A、B、C表示某电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,一电子从右侧垂直等势面A向左进入电场,运动轨迹与等势面分别交于a、b、c三点,若电子仅受到电场力作用,其在a、b、c三点的速度大小分别为va、vb、vc,则()A.三个等势面的电势大小为C>B>AB.电子由a到b电场力做功等于由b到c电场力做功C.电子在a、b、c三点的速度关系vb>vc>vaD.电子在a、b、c三点的电势能关系EpA>EpB>EpC6.(多选)如图所示,图中a、b为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点在a点由静止释放,沿电场线向上运动,到b点恰好速度为零,下列说法中正确的是()A.带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B.a点的电势比b点的电势高C.带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D.a点的电场强度比b点的电场强度大7.如图所示,A、B、C、D、E、F、G、H是圆O上的8个点,图中虚线均过圆心O点,B和H关于直径AE对称,且HOB=90,AECG,M、N关于O点对称。现在M、N两点放置等量异种点电荷,则下列各点中电势和电场强度均相同的是()A.B点和H点B.B点和F点C.H点和D点D.C点和G点8.如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为-q,套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2gR。(1)求小球滑至C点时的速度大小;(2)求A、B两点间的电势差UAB;(3)若以C点为参考点(零电势点),试确定A点的电势。9.如图所示,在一点电荷的电场中有三个等势面,与电场线的交点依次为a、b、c,它们的电势分别为12 V、8 V和3 V,一带电粒子从一等势面上的a点由静止释放,粒子仅在电场力作用下沿直线由a点运动到c点,已知粒子经过b点时速度为v,则()A.粒子一定带负电B.长度abbc=45C.粒子经过c点时速度为vD.粒子经过c点时速度为v10.(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是()A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4 eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍11.如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为1 m的正六边形的六个顶点(匀强电场和六边形所在平面平行),B、C、F三点电势分别为1 V、2 V、3 V,则下列说法正确的是()A.D点的电势为4.5 VB.电子在B点的电势能比在C点低1 eVC.电子从B点到E点电场力做功为-3 eVD.匀强电场的场强大小为213 V/m12.(20172018学年浙江宁波北仑中学高一下)如图所示,匀强电场E的方向水平向左,带有正电荷的物体沿绝缘水平面向右运动,经过A点时动能是200 J,经过B点时,动能是A点的20%,减少的动能有60%转化成电势能,那么当它再次经过B点时的动能为()A.4 JB.8 JC.16 JD.20 J13.如图所示,在O点放置一个正电荷,在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,BOC=30,A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点的速度为v,试求:(1)小球通过C点的速度大小。(2)小球由A到C的过程中电势能的增加量。考点强化练19电场能的性质1.B一根电场线无法确定其疏密情况,也就无法判断电场强弱的问题和静电力大小,选项A、C、D均错;而沿着电场线方向电势逐渐降低,选项B正确。2.CA、B两点间的电势差由电场本身决定,与移动的电荷及静电力做功无关,在数值上等于将单位正电荷从A点移到B点时静电力所做的功,选项A、选项B错误,选项C正确;不管电荷是否受其他力的作用,电荷电势能的变化总等于静电力所做的功,选项D错误。3.A设电场力做功为W,由动能定理知W+6.010-5 J=8.010-5 J,可求得W=2.010-5 J,因此a、b两点间的电势差Uab=Wq=1104 V。故选A。4.B在匀强电场中,由公式U=Ed知,沿着任意方向前进相同距离,电势差必定相等。由BO=OE有B-O=O-E,得E=2O-B=0-(-1 V)=1 V,由ACEF,且AC=EF,有A-C=E-F,得F=C+E-A=3 V+1 V-7 V=-3 V,B正确。5.B根据电子运动的轨迹可判断电场力对电子做负功,电子的电势能增大,即EpA<EpB<EpC,故电势的关系为A>B>C,故选项A、D错误;根据题意相邻等势面间的电势差相等,则根据公式W=qU可知电子由a到b电场力做功等于由b到c电场力做功,故选项B正确;由于电场力对电子做负功,电子的电势能增大,则动能减小,由于电子质量不变,故电子在a、b、c三点的速度关系vc<vb<va,故选项C错误。6.ABD由题意可知,带电质点受两个力,重力和电场力。开始由静止向上运动,电场力大于重力,且方向向上。因为在一根电场线上,所以在两点的电场力方向都向上。故A正确;沿电场线的方向电势逐渐降低,所以a点的电势比b点的电势高,故B正确;电场力做正功,电势能降低,所以带电质点在a点的电势能比在b点的电势能大,故C错误;在a点,质点所受电场力大于重力,到b点恰好速度为零,可知先加速后减速,所以在b点质点所受的电场力小于重力,所以a点的电场强度比b点的电场强度大,故D正确。7.D等量异种点电荷的电场线分布情况如图所示,电场线的切线代表电场的方向,疏密程度代表电场强度的大小,可知电势和电场强度相同的点为C点和G点,选项D正确,A、B、C错误。8.答案 (1)vC=7gR(2)UAB=-mgR2q(3)A=-mgR2q解析 (1)由几何关系可得BC的竖直高度hBC=32R。因B、C两点电势相等,故小球从B到C的过程中电场力做功为零。对小球从B到C过程应用动能定理,有mg32R=12mvC2-12mvB2,解得vC=7gR(2)对小球从A到B过程应用动能定理,有:mg32R+WAB=12mvB2WAB=12mgR;UAB=WAB-q=-mgR2q(3)因B=C,故UAB=UAC=-mgR2q;又UAC=A-C,C=0,因此A=C+UAC=-mgR2q9.C根据a、b、c三点的电势可知,电场线方向由a指向c,带电粒子由静止从a点运动到c点,是顺着电场线移动,所以粒子带正电,A错误;点电荷形成的电场不是匀强电场,不能用U=Ed来计算电势差与电场强度及两点间距离的关系,B错误;由动能定理得:qUab=12mv2,qUbc=12mvc2-12mv2,且Uab=4 V,Ubc=5 V,计算得:vc=32v,C正确;D错误。10.AB虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV,动能减小了6 eV,电势能增加了6 eV,因此等势面间的电势差为2 V,因平面b上的电势为2 V,由于电子的电势能增加,等势面由a到f是降低的,因此平面c上的电势为零,故A正确;由上分析可知,当电子由a向f方向运动,则电子到达平面f的动能为2 eV,由于题目中没有说明电子如何运动,因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动,则可能不会到达平面f,故B正确;在平面b上电势为2 V,则电子的电势能为-2 eV,动能为8 eV,电势能与动能之和为6 eV,当电子经过平面d时,动能为4 eV,其电势能为2 eV,故C错误;电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍,电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍,故D错误。11.D因UC-UB=UE-UF,则UE=4 V;FC连线中点的电势为U0=2.5 V,则由UO-UC=UE-UD可知UD=3.5 V,选项A错误;B点电势比C点低1 V,则电子在B点的电势能比在C点高1 eV,选项B错误;E点电势比B点高3 V,电子从B点到E点电场力做功为3 eV,选项C错误;可求得A点的电势为UA=1.5 V,设电场强度方向与CB夹角为,则Elcos =UC-UB=1 V;同理Elcos(120-)=UA-UB=0.5 V;联立解得E=213 V/m,选项D正确。12.B设物体向右运动到C点静止,然后返回,AB间距离为x1,BC间距离为x2,由动能定理得:-(Ff+qE)x1=15EkA-EkA=-45EkA=-160 J-(Ff+qE)x2=0-15EkA=-40 J所以x2=14x1又据题qEx1=(45EkA)35=16035 J=96 J则qEx2=1496 J=24 J,即由B到C,电势能增加24 J,所以克服摩擦力做功Ffx2=16 J。因此,由B到C再回到B的过程中,-2Ffx2=EkB-EkB所以EkB=EkB-2Ffx2=15EkA-2Ffx0=40-216=8 J,故选B。13.答案 (1)v2+gR(2)mgh-12mv2-12mgR解析 (1)因B、C两点电势相等,小球由B到C只有重力做功,由动能定理得:mgRsin 30=12mvC2-12mv2得:vC=v2+gR。(2)由A到C应用动能定理得:WAC+mgh=12mvC2-0得:WAC=12mvC2-mgh=12mv2+12mgR-mgh。由电势能变化与电场力做功的关系得:Ep=-WAC=mgh-12mv2-12mgR。