18-19重難強(qiáng)化訓(xùn)練2電場(chǎng)能的性質(zhì)

1、重難強(qiáng)化訓(xùn)練 （二） 電場(chǎng)能的性質(zhì)（40 分鐘 100 分）一、選擇題（本題共10小題，每小題6分，共60分.16題為單選，710 為多選 ）1 如圖10所示，某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn)，其上有 a、b、c三點(diǎn)，ab= be, 則把點(diǎn)電荷一q從a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移到e點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功的大小關(guān)系有（）圖 10A . Wab WbeB - Wab WbeC WabW?，如竝 B. WiW2，如 （|2D 由 W= Uq 可知，W1 = W2.由 Wcd= Ucdq, W：d0，q0，可知 Ucd0,故 如熾膽，D正確.3如圖 12所示，虛線(xiàn)表示等勢(shì)面，相鄰兩等勢(shì)面的電勢(shì)差相等，有一帶正 電的小球在電場(chǎng)中運(yùn)

2、動(dòng)，實(shí)線(xiàn)表示該帶正電荷的小球的運(yùn)動(dòng)軌跡， 小球在a點(diǎn)的 動(dòng)能為20 eV,運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的動(dòng)能為2 eV若取e點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，則當(dāng)這個(gè)小球的 電勢(shì)能為一6 eV時(shí)它的動(dòng)能為（不計(jì)重力和空氣阻力作用）圖 12A16 eVB14 eVC6 eVD 4 eVB 在a點(diǎn)動(dòng)能為20 eV,而在b點(diǎn)的動(dòng)能為2 eV,所以每經(jīng)過(guò)一個(gè)等勢(shì)面動(dòng)能減少6 eV,所以在c點(diǎn)的動(dòng)能為8 eV，而電勢(shì)為零，即電勢(shì)能為零，所以 在c點(diǎn)總能量為8 eV,所以當(dāng)小球的電勢(shì)能為一6 eV時(shí)，其動(dòng)能為14 eV, B正 確4空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為 m 的帶正電的微粒水平射入電場(chǎng) 中，微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 13所示，在相等的時(shí)

3、間間隔內(nèi) ()【導(dǎo)學(xué)號(hào)： 52592030】圖13A. 重力做的功相等B 電場(chǎng)力做的功相等C. 電場(chǎng)力做的功大于重力做的功D. 電場(chǎng)力做的功小于重力做的功C 將微粒的運(yùn)動(dòng)分解成豎直方向與水平方向. 在豎直方向， 電場(chǎng)力大于重 力，所以加速度方向豎直向上，則在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)，變化的高度不同，所以 電場(chǎng)力與重力做功均不相等，故 A、B 均錯(cuò)誤；由以上分析可知，電場(chǎng)力大于重 力，因此電場(chǎng)力做功總大于重力做功，故 C 正確， D 錯(cuò)誤. 5. 如圖 14 所示，虛線(xiàn)是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場(chǎng)的一簇等勢(shì)線(xiàn)及其 電勢(shì)的值， 一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下飛經(jīng)該電場(chǎng)時(shí)， 恰能沿圖中的實(shí)線(xiàn)從 A 點(diǎn)飛到 C

4、 點(diǎn)，則下列判斷正確的是 ()圖14A .粒子帶負(fù)電B .粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能C. 粒子在A點(diǎn)的加速度大于C點(diǎn)的加速度D. 粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功大于從B點(diǎn)到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功C 電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)線(xiàn)垂直， 且從高電勢(shì)到低電勢(shì)， 所以電場(chǎng)線(xiàn)的大體方向向 左.由運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子所受電場(chǎng)力方向大體向左， 故粒子帶正電， A 錯(cuò).由 于電荷的電勢(shì)能Ep= q 、機(jī)Ec ,帶電粒子在兩點(diǎn)的電場(chǎng)力 FaFc,在兩點(diǎn)的加速度aAac, C對(duì).由 于 WAb= EpA EpB= 2q, Wbc= EpB Epc= 2q,故 WAb = Wbc , D 錯(cuò).6. 兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x

5、軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布，正確描述電勢(shì)隨位置x變化規(guī)律的是()A 等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線(xiàn)如圖所示, 因?yàn)檠刂妶?chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低, 所以, 以正電荷為參考點(diǎn),左右兩側(cè)電勢(shì)都是降低的；因?yàn)槟嬷妶?chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)升高, 所以以負(fù)電荷為參考點(diǎn),左右兩側(cè)電勢(shì)都是升高的.可見(jiàn),在整個(gè)電場(chǎng)中,正電 荷所在位置電勢(shì)最高, 負(fù)電荷所在位置電勢(shì)最低, 符合這種電勢(shì)變化的情況只有 A 選項(xiàng). 7. 如圖 15所示,光滑絕緣半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)為E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為 m、電荷量為+ q的小球，由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn) 動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ()圖 15A .小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不守恒B .小球經(jīng)過(guò)環(huán)

6、的最低點(diǎn)時(shí)速度最大C. 小球電勢(shì)能增加qERD. 小球由靜止釋放到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能的增量等于mgRAB 小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除重力做功外,還有電場(chǎng)力做功,所以機(jī)械能不守 恒， A 正確；小球運(yùn)動(dòng)到環(huán)的最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力與電場(chǎng)力均做正功，重力勢(shì) 能減少mgR,電勢(shì)能減少qER,而動(dòng)能增加mgR+ qER,到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大， 所以速度最大，因此 B 正確， c、 D 錯(cuò)誤. 8. 圖 16中虛線(xiàn)為一組間距相等的同心圓, 圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷. 一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng), 實(shí)線(xiàn)為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡, a、 b、 c 三點(diǎn)是實(shí)線(xiàn)與虛線(xiàn)的交點(diǎn).則該粒子 ()【導(dǎo)學(xué)號(hào)： 52592

7、031】 圖 16A .帶負(fù)電B. 在c點(diǎn)受力最大C. 在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能D. 由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化CD 物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力的方向指向軌跡的凹側(cè)，可知粒子與正電 荷排斥，粒子帶正電， A 錯(cuò)；越靠近正電荷，電場(chǎng)線(xiàn)越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，粒子 所受電場(chǎng)力越大，所以粒子在c點(diǎn)受力最小，B錯(cuò)；粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò) 程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故 C對(duì)；點(diǎn)a、b、c所在的圓為等間距的 同心圓，靠近正電荷電場(chǎng)強(qiáng)度較大，由公式 U= Ed可知，UabUbc,所以由a點(diǎn) 到b點(diǎn)比由b點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功多，根據(jù)動(dòng)能定理可知D對(duì).9. 如圖 17 所示

8、，虛線(xiàn) a、 b、 c 代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，實(shí)線(xiàn)為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在靜電力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、 Q 是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知 ()圖 17A. 三個(gè)等勢(shì)面中，Q點(diǎn)的電勢(shì)最高B. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大C. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大D. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度較大BD 由三個(gè)等勢(shì)面可以確定電場(chǎng)線(xiàn)方向，由軌跡 QP可以確定質(zhì)點(diǎn)的受力 方向，由于該質(zhì)點(diǎn)帶正電，所以可以判斷 P點(diǎn)電勢(shì)高.由Q到P，靜電力做負(fù) 功，電勢(shì)能增加，故 P 點(diǎn)電勢(shì)能較大.由于 P 處等勢(shì)面密集，所以帶電質(zhì)點(diǎn)通 過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度較大.10. 如圖18所示，A、B、C、D、E、

9、F為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)邊長(zhǎng)為10 cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為1.0 V、2.0 V、3.0 V，則下列說(shuō)法正確的是（）圖18A .勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 10 V/mB. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2； 3 V/mC. 電荷量為1.6X 10_19 C的正點(diǎn)電荷從E點(diǎn)移到F點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功為 1.6X 1T9 JD. 電荷量為1.6X 10_19 C的負(fù)點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能減少3.2X 10_19 JBD 對(duì)A、B選項(xiàng)，要找出等勢(shì)面，求出兩個(gè)等勢(shì)面之間的距離.可以將A、C兩點(diǎn)連接，則A、C中點(diǎn)電勢(shì)為2.0 V，而且恰好在EB連線(xiàn)上，所以E點(diǎn) 電勢(shì)為2.0

10、 V, F、D兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為1.0 V、3.0 V. DF連線(xiàn)距離為103 cm，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系E = U = 0 13 V = 23* V，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確.對(duì)C、D選項(xiàng)，直接利用計(jì)算電場(chǎng)力做功的公式和電場(chǎng) 力的功與電勢(shì)能的關(guān)系解決.Uef = 1 V，WEf = qUEF = 1.6X10-19X 1 J= 1.6X 10 -19 J，所以 C 選項(xiàng)錯(cuò)誤.Ufd = 2 V，Wfd = qUFD = 1.6X 10- 19X （ 2） J= 3.2X10-19 J，負(fù)點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn),電荷的電勢(shì)能減小3.2X 10-19 J,因而 D選項(xiàng)正確.二、非選

11、擇題（本題共2小題，共40分）11. （18分）如圖19所示，A、B、C為一等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，某勻強(qiáng)電 場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)平行于該三角形平面.現(xiàn)將電荷量為10 8C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B 點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為3X 106J,將另一電荷量為10 8C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C 點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功3X 10_6J.若AB邊長(zhǎng)為2 3cm，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為多大？ 方向如何？圖19【解析】正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做正功，故A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)，可求得：Wab 3X10Uab-, -8 V- 300 V.q10- 8負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功，同理可判斷 A點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)，可求得:Uac =Wac

12、3X 10-亍 一 300V-因此B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，Ubc= 0由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)線(xiàn)是一簇平行直線(xiàn)， 因此，BC為一等勢(shì)線(xiàn)，故電場(chǎng)線(xiàn)方向垂直 BC.設(shè)D為直線(xiàn)BC的中點(diǎn)，貝U電場(chǎng) 方向?yàn)橛葾指向D.直線(xiàn)AB在電場(chǎng)方向的距離d等于線(xiàn)段AD的長(zhǎng)度，故由勻強(qiáng) 電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式可得：Uab3004E =2V/m = 1X 104V/m.d 2p3X 10 Xcos 30 【答案】1 X 104V/m 垂直B、C連線(xiàn)，由A指向BC12. （22分）如圖20所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，細(xì)桿右側(cè)距桿 0.3 m處有 一固定的點(diǎn)電荷Q，A、B是細(xì)桿上的兩點(diǎn)，點(diǎn)A與Q、點(diǎn)B與Q的連線(xiàn)與桿的 夾角均為a 37.中間有小孔的帶電小球穿在絕緣細(xì)桿上滑下，通過(guò) A點(diǎn)時(shí)加 速度為零，速度為3 m/s,取g= 10 m/s2,求小球下落到B點(diǎn)時(shí)的加速度和速度 的大小.圖20【解析】 求小球至B的加速度，從受力分析出發(fā)，分析小球在 A、B兩點(diǎn)%JF的受力情況，從而確定加速度的關(guān)系.在A處，小球受力如圖所示，由題意可知，