24版高中同步新教材必修第三冊人教物理備課資源第九章本章復(fù)習(xí)提升

版高中同步新教材必修第三冊人教物理備課資源本章復(fù)習(xí)提升易混易錯練易錯點1認(rèn)為相互吸引必帶異種電荷1.有一質(zhì)量較小的小球A,用絕緣細(xì)線懸吊著,當(dāng)用毛皮摩擦過的橡膠棒B靠近它時,看到它們先相互吸引,接觸后又相互排斥。則以下判斷中正確的是()A.接觸前,A、B一定帶異種電荷B.接觸前,A、B可能帶異種電荷C.接觸前,A球一定不帶任何電荷D.接觸后,A球一定帶有電荷易錯點2庫侖定律的適用條件認(rèn)識不清2.(2022黑龍江肇東第四中學(xué)期末)半徑為r的兩個相同金屬球,兩球心相距為L(L=3r),它們所帶電荷量的絕對值均為q,則對它們之間相互作用的靜電力F的說法,正確的是()A.帶同種電荷時,F<kqB.不論帶何種電荷,F=kqC.帶異種電荷時,F>kqD.以上各項均不正確易錯點3忽略電荷的種類出錯3.(2023四川德陽羅江中學(xué)月考)兩個相同的金屬小球(可視為點電荷),帶電荷量之比為1∶7,相距為r,兩者相互接觸后再放回原來的位置上,則相互作用力的大小可能為原來的()A.4易錯點4應(yīng)用庫侖定律時忽略電荷間距離的變化4.(2022四川資陽中學(xué)期中)如圖所示,真空中A、B兩個可視為點電荷的帶電小球電荷量分別為+Q和+q,放在光滑的絕緣水平面上,A、B之間用絕緣的輕彈簧連接,彈簧的勁度系數(shù)為k0。當(dāng)系統(tǒng)平衡時,彈簧的伸長量為x0。已知彈簧的形變均在彈性限度內(nèi),則()A.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時彈簧的伸長量等于3x0B.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時彈簧的伸長量小于3x0C.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時彈簧的縮短量等于x0D.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時彈簧的縮短量小于x0易錯點5場強(qiáng)公式的應(yīng)用出錯5.(2022廣東深圳福田外國語高級中學(xué)期中改編)如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點,a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點處固定有一電荷量為q(q>0)的點電荷,已知b點處的場強(qiáng)為零,則d點處場強(qiáng)的大小為(靜電力常量為k)()A.k3q思想方法練一、補償法方法概述有些物理問題根據(jù)已有條件不能建立完整的模型,這時就需要給原來的問題補充一些條件,組成一個完整的新模型,這樣,求解原模型的問題就變?yōu)榍蠼庑履Ｐ团c補充條件的差值問題,這就是補償法。求解有缺口的均勻帶電圓環(huán)、均勻帶電球體等的場強(qiáng)問題時,可采用補償法。如P9第5題就應(yīng)用了此方法。1.(2022廣東普寧華美實驗中學(xué)月考)已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同。如圖所示,半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在過球心O的直線上有A、B兩個點,O和B、B和A間的距離均為R。現(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔,若靜電力常量為k,球的體積公式為V=43πr3,則A點處場強(qiáng)的大小為()A.5二、對稱法方法概述對稱法是指在研究物理問題時,利用研究對象的對稱特性來分析和處理問題的方法。通過對物理問題中出現(xiàn)的各種對稱特性,如:物理過程的對稱性、運動軌跡的對稱性、幾何形狀的對稱性等,進(jìn)行分析和推理,得出結(jié)論。如P9第3題、P10第8題就應(yīng)用了此方法。2.(2023福建德化第一中學(xué)月考)如圖所示,在點電荷+q的電場中,放著一塊電荷均勻分布的絕緣矩形薄板,MN為其對稱軸,O點為其幾何中心。點電荷+q與a、O、b之間的距離分別為d、2d、3d。已知圖中a點的電場強(qiáng)度為零,則圖中b點的電場強(qiáng)度大小和方向分別為()A.kqd2B.kqd2C.10kq9D.kq9d三、極限法方法概述極限法是把某個物理量的變化推向極端,從而作出科學(xué)的推理分析,給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論。用極限法分析某些物理過程時,可以使問題化難為易,化繁為簡,達(dá)到事半功倍的效果。3.(2023中國農(nóng)業(yè)大學(xué)附中月考)圖示為一個內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面,其單位面積帶電荷量為σ(單位:C/m2)。取環(huán)面中心O為原點,以垂直于環(huán)面的軸線為x軸。設(shè)軸上任意點P到O點的距離為x,P點電場強(qiáng)度的大小為E。下面給出E的四個表達(dá)式(式中k為靜電力常量),其中只有一個是合理的。你可能不會求解此處的場強(qiáng)E,但是你可以通過一定的物理分析,對下列表達(dá)式的合理性作出判斷。根據(jù)你的判斷,E的合理表達(dá)式應(yīng)為()A.E=2πkσR1B.E=2πkσ1xC.E=2πkσR1D.E=2πkσ1x四、微元法方法概述微元法就是將研究對象分割成若干微小的單元,或從研究對象上選取某一“小單元”加以分析,從而可以化繁為簡,使變量、難以確定的量轉(zhuǎn)化為常量、容易確定的量。如P10第10題就應(yīng)用了此方法。4.(2023山東濟(jì)寧汶上縣第一中學(xué)月考)如圖所示,真空中一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)放在絕緣水平面上,圓心在O點,總電荷量為Q。已知靜電力常量為k,在O點正上方高h(yuǎn)的P點放一電荷量為q的正點電荷后,圓環(huán)對水平面的壓力增加了()A.kQqhC.kQq五、等效法方法概述等效法即在保證效果相同的前提下,將復(fù)雜的物理情景變換為簡單的或熟悉的情景,利用熟悉情景的特點、結(jié)論等解題。如圖甲所示,一個點電荷+q與一個很大的薄金屬板之間形成的電場,可以等效為如圖乙所示的兩個等量異種點電荷形成的電場的一部分。5.(2022山東臨沂三模)一無限大接地導(dǎo)體板MN前面放有一點電荷+Q,它們在周圍產(chǎn)生的電場可看作是在沒有導(dǎo)體板MN存在的情況下,由點電荷+Q與其像電荷-Q共同激發(fā)產(chǎn)生的。像電荷-Q的位置就是把導(dǎo)體板當(dāng)作平面鏡時,電荷+Q在此鏡中的像點位置。如圖所示,已知+Q所在位置P點到金屬板MN的距離為L,a為OP的中點,abcd是邊長為L的正方形,其中ab邊平行于MN,靜電力常量為k,則()A.a點的電場強(qiáng)度大小為E=4B.a點的電場強(qiáng)度大小為E=40C.a點電場強(qiáng)度大小大于b點的電場強(qiáng)度大小D.b點的電場強(qiáng)度和c點的電場強(qiáng)度相同

答案與分層梯度式解析本章復(fù)習(xí)提升易混易錯練1.BD2.AC3.CD4.B5.B1.BD毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷,如果小球帶電,根據(jù)異種電荷相互吸引可知,小球帶正電;由于小球質(zhì)量較小,根據(jù)帶電體能吸引輕小物體可知,小球可能不帶電。接觸后又相互排斥,故接觸后橡膠棒B和小球A一定帶同種電荷,選項B、D正確。錯解分析本題易犯的錯誤是只考慮相互吸引的兩個物體都帶電的情況,而忽略了其中一個物體可能不帶電,從而導(dǎo)致錯選A。在分析電荷間的相互作用問題時,要知道相互吸引有兩種情況:一、兩物體帶異種電荷;二、一個物體帶電,另一個物體不帶電。2.AC由于兩球心間距離L=3r,不滿足L遠(yuǎn)大于r的條件,故兩球不能看成點電荷,若兩球帶同種電荷,由于同種電荷相互排斥,則兩球所帶電荷的等效中心間的距離大于L,此時庫侖力F<kq2L2;若兩球帶異種電荷,由于異種電荷相互吸引,則兩球所帶電荷的等效中心間的距離小于L,此時庫侖力F>kq2錯解分析本題易犯的錯誤是把兩球均看作點電荷,錯選B。實際上,兩個規(guī)則的均勻帶電球體相距比較遠(yuǎn)時,可以看成點電荷,庫侖定律適用,二者間的距離就是球心間的距離。兩個規(guī)則的均勻帶電球體相距比較近時,不能被看成點電荷,此時兩帶電球體所帶電荷之間的作用距離會隨電荷的分布發(fā)生改變,庫侖定律不再適用。3.CD兩相同小球所帶電荷量之比為1∶7,設(shè)其中一個帶電荷量為q,另一個帶電荷量為Q=7q,則有F=kQqr2=7kq2r2。如果兩金屬球帶同種電荷,則接觸之后兩個金屬球帶電荷量均為q+7q2=4q,相互作用力為F'=16kq2r2,則有F'F=16錯解分析解答本題時可能只考慮兩帶電小球帶同種電荷的情況,忽略了兩帶電小球可能帶異種電荷,造成漏選。遇到有關(guān)電荷量問題時,首先要考慮它是正電荷還是負(fù)電荷,以防漏解或錯解。4.B設(shè)彈簧的原長為l,由庫侖定律、胡克定律和共點力平衡可得,當(dāng)小球A、B的電荷量分別為Q、q時,kQq(l+x0)2=k0x0;當(dāng)保持Q不變,將q變?yōu)?q,或保持q不變,將Q變?yōu)?Q時,設(shè)彈簧的伸長量為x1,有k3Qq(l+x1)2=k0x1,解得x1x0=3(l+x0)2(l+x1)2,x1>x0,x1<3x0;當(dāng)保持Q不變,將q變?yōu)?q,或保持錯解分析此題容易出現(xiàn)的錯誤是認(rèn)為當(dāng)電荷量改變時,電荷間的距離保持不變,從而出現(xiàn)錯解。在應(yīng)用庫侖定律解彈簧類問題時一定要注意這個動態(tài)變化過程,當(dāng)電荷量發(fā)生變化時,有時可能引起電荷間距離的變化。5.B電荷量為q的點電荷在b點處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E=kqR2,而半徑為R、均勻分布著電荷量為Q的電荷的圓盤與在a點處電荷量為q(q>0)的點電荷在b點處的合場強(qiáng)為零,則圓盤在此處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小也為E=kqR2,由對稱性可知圓盤在d點處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E'=E=kqR2,而a點處電荷量為q的點電荷在d點處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E″=kq(3R)2,由于a點處的點電荷與圓盤在d點處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向相同,兩者在錯解分析此題容易出現(xiàn)的錯誤是不考慮公式的適用條件,在求解帶電圓盤產(chǎn)生的場強(qiáng)時錯用點電荷的場強(qiáng)公式E=kqR2進(jìn)行求解。計算場強(qiáng)有兩個公式:E=Fq、E=kQr2思想方法練1.B2.C3.B4.A5.BC1.B先把挖去的空腔補上,由題意知,半徑為R的均勻帶電球體在A點產(chǎn)生的場強(qiáng)E整=kQ(2R)2=kQ4R2。挖出的小球半徑為R2,電荷均勻分布,其帶電荷量Q'方法點津解答本題應(yīng)用了補償法。先通過填補空腔,將帶電體變成完整的均勻球體,從而方便求得其在A點產(chǎn)生的場強(qiáng),然后再求得所補空腔部分在A點產(chǎn)生的場強(qiáng),求出二者之差,即所求結(jié)果。當(dāng)所給帶電體不是一個完整的規(guī)則物體時,將該帶電體割去或增加一部分,組成一個規(guī)則的整體,從而求出規(guī)則物體產(chǎn)生的電場強(qiáng)度,再通過電場強(qiáng)度的疊加求出待求不規(guī)則物體產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。應(yīng)用此法的關(guān)鍵是“割”“補”后的帶電體應(yīng)當(dāng)是我們熟悉的某一規(guī)則物理模型。2.C圖中a點的電場強(qiáng)度為零,則薄板在a點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與點電荷+q在a點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度等大反向,故薄板在a點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EO=kqd2,方向水平向右,根據(jù)對稱性可知,薄板在b點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EO'=kqd2,方向水平向左,而+q在b點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為E=kq(3d)2=kq9d2,方向水平向左,則圖中b點的電場強(qiáng)度為方法點津解答本題應(yīng)用了對稱法。形狀規(guī)則、電荷分布均勻的帶電體產(chǎn)生的電場具有對稱性,對稱的兩點的電場強(qiáng)度大小相等,如果能夠求出其中一點處的電場強(qiáng)度,根據(jù)對稱性即可求出另一點處的電場強(qiáng)度。3.B對E的表達(dá)式的單位進(jìn)行分析,已知場強(qiáng)E的單位是N/C,k的單位是N·m2/C2,σ的單位是C/m2,可知kσ的單位是N/C,即電場強(qiáng)度的單位。A、C項E的表達(dá)式中R1x2+R12±R2x2+R22x的單位為m,整個表達(dá)式的單位與電場強(qiáng)度的單位不同,A、C錯誤。采用極限法分析,當(dāng)x=0時,E0=0,B、D中的表達(dá)式均滿足E0=0;當(dāng)x→∞時,E∞=0,根據(jù)B中表達(dá)式可得E方法點津本題中帶電體為圓環(huán)狀,直接求解較為復(fù)雜,可以考慮用極限法快速排除錯誤選項,得到正確答案。先根據(jù)場強(qiáng)的單位進(jìn)行判斷,再分析特殊點即可得出結(jié)論。極限法一般適用于所涉及的物理量隨條件單調(diào)變化的情況。對于某些特殊情況下求解有關(guān)場強(qiáng)問題,有時無法用有關(guān)公式、規(guī)律得出結(jié)論,可考慮應(yīng)用極限法。4.A將半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)均分成n個弧長為l0的微小帶電體,則電荷量為q0=Q2πRl0,則每一份帶電體在P處產(chǎn)生的場強(qiáng)為E0=kq0R2+h2=kQl02πR(R2+h2),而E0在沿OP方向的分量為Ey0=Ecosθ=kQl02πR(R2+h2)·hR2+h2,再將微分的n個弧長為l0的微小帶電體產(chǎn)生的場強(qiáng)疊加,可得帶電圓環(huán)在P點產(chǎn)生的合場強(qiáng)為E=nE方法點津解答本題應(yīng)用了微元法。帶電圓環(huán)直徑較大不能看成點電荷,可以將圓環(huán)分成無數(shù)點電荷,利用電場疊加原理求解。在電場中,當(dāng)一個帶電體體積較大,已不能視為點電荷時,可把帶電體利用微元法的思想分成很多小塊,每塊可以看成點電荷,用電場疊加的方法計算這個帶電體產(chǎn)生的場強(qiáng)。5.BC由題意可知,點電荷+Q和金屬板MN周圍空間電場與等量異種點電荷產(chǎn)生的電場等效,所以a點的電場強(qiáng)度大小為E=kQL22+kQ3L22=40kQ9L2,A錯誤,B正確;等量異種點電荷周圍的電場線分布如圖所示,由圖可知E方法點津解答本題應(yīng)用了等效法。把導(dǎo)體板MN當(dāng)成兩個等量異種點電荷連線的中垂線,畫出兩個等量異種點電荷的電場線分布圖,就可以順利得到答案。當(dāng)遇到圖形殘缺、電荷分布不對稱時,可以補全圖形,在效果相同的情況下,利用與問題中相似或效果相同的知識進(jìn)行遷移解題。第十章靜電場中的能量1電勢能和電勢基礎(chǔ)過關(guān)練題組一靜電力做功的特點1.(2023河南三門峽第一高級中學(xué)月考)如圖所示,在勻強(qiáng)電場中有A、B兩點,將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點,第一次沿直線AB移動該電荷,電場力做功W1;第二次沿路徑ACB移動該電荷,電場力做功W2;第三次沿曲線ADB移動該電荷,電場力做功W3,則()A.W1>W2>W3B.W1<W2<W3C.W1=W2=W3D.W1=W2>W32.(2022黑龍江哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)月考)兩帶電小球,電荷量分別為+q和-q,固定在一長度為l的絕緣細(xì)桿的兩端,置于電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,桿與場強(qiáng)方向平行,O點是桿的中點,其位置如圖所示。若此桿繞過O點垂直于桿的軸轉(zhuǎn)過180°,則在此轉(zhuǎn)動過程中電場力做的功為()A.0B.qElC.2qElD.πqEl題組二電勢能3.(2022湖南寧鄉(xiāng)期末)下列關(guān)于電勢能的說法正確的是()A.在電勢越高的位置,點電荷的電勢能一定越大B.在電勢一定的位置,放入某點電荷的電荷量越大,該點電荷的電勢能一定越大C.正電荷在電場中某點的電勢能一定大于負(fù)電荷在該點的電勢能D.在電場中移動一電荷,若電場力對其做負(fù)功,其電勢能一定增大4.(2023北京第四中學(xué)順義分校期中)圖為描述某靜電場的三條電場線,a、b、c是同一條電場線上的三個點,關(guān)于靜電力對電荷所做的功和電荷電勢能的變化,下列說法正確的是()A.把正點電荷由a移至c,靜電力做正功,電勢能增加B.把正點電荷由a移至c,靜電力做正功,電勢能減小C.把負(fù)點電荷由a移至c,靜電力做負(fù)功,電勢能增加D.把負(fù)點電荷由a移至c,靜電力做負(fù)功,電勢能減小5.(2022江西南昌大學(xué)附屬中學(xué)期中)一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點,電場力做了2×10-6J的正功,那么()A.電荷在B處時具有2×10-6J的動能B.該過程中電荷的電勢能減少了2×10-6JC.電荷在B處時具有2×10-6J的電勢能D.該過程中電荷的動能減少了2×10-6J6.(2023北京第九中學(xué)期中)如圖,A、B為一對等量同種電荷連線上的兩點(其中B為中點),C為連線中垂線上的一點。今將一個電荷量為q的正點電荷自A沿直線移到B再沿直線移到C,則該電荷的電勢能的變化情況是()A.先增加后減少B.一直增加C.先減少后增加D.一直減少7.(2021安徽合肥肥東二中月考)將電荷量為1×10-8C的正電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點,要克服靜電力做功1×10-6J。(規(guī)定電荷在無限遠(yuǎn)處電勢能為零)問:電荷的電勢能是增加還是減少?電荷在A點的電勢能是多少?題組三電勢8.(2022浙江寧波期末)關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢,下列說法正確的是()A.電場強(qiáng)度為零的地方,電勢也為零B.電場強(qiáng)度大小逐漸減小的區(qū)域,電勢也逐漸降低C.正電荷只在電場力的作用下由靜止釋放,一定向電勢低的方向移動D.電場中電勢降落的方向,就是電場強(qiáng)度的方向9.(2023河北承德聯(lián)考)一裝置由帶正電的金屬圓筒Q和帶負(fù)電的線狀電極P組成,圓筒內(nèi)的電場線如圖所示,A、B兩點到電極P的距離相等,A、B、C三點和電極P在一條直線上,下列說法正確的是()A.B點的電場強(qiáng)度大于A點的電場強(qiáng)度B.C點與A點的電場方向相同C.C點的電勢比B點的電勢高D.將一試探電荷從C點沿不同的路徑移至A點,電場力做的功可能不相等10.(2023河南創(chuàng)新聯(lián)盟聯(lián)考)如果把電荷量q=+1.0×10-8C的電荷從無窮遠(yuǎn)處移到電場中的A點,需要克服電場力做功W=1.2×10-4J,取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零,那么A點的電勢為()A.2.1×104VB.1.2×105VC.2.0×104VD.1.2×104V11.將一正電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的M點,電勢能減少8.0×10-9J,若將另一等量的負(fù)電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的N點,電勢能增加9.0×10-9J,取無限遠(yuǎn)處電勢為零,則下列判斷中正確的是()A.φM<φN<0B.φN>φM>0C.φN<φM<0D.φM>φN>012.(2023江西贛州三中月考)如圖所示,真空中O點處有一點電荷,在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點,a點的電場強(qiáng)度為Ea,與a、b連線成53°角,b點的電場強(qiáng)度為Eb,與a、b連線成37°角。關(guān)于a、b兩點的場強(qiáng)Ea、Eb及電勢φa、φb的關(guān)系,下列說法正確的是()A.25Ea=9Eb,φa>φbB.16Ea=9Eb,φa<φbC.9Ea=25Eb,φa>φbD.9Ea=16Eb,φa<φb13.(2023河南鄭州聯(lián)考)如圖所示,在邊長為2L的正方形ABCD的四個頂點上,A、B、C三點處分別放有電荷量都為+q的點電荷,D點處放有電荷量為-q的點電荷,已知距離電荷量為+q的點電荷L處電勢為φ,靜電力常量為k,則正方形對角線的交點O處的場強(qiáng)大小和電勢分別為()A.2kqL2,0B.4kqL2,0C.2kqL能力提升練題組一靜電力做功與電勢能的變化1.(2022山西臨汾鄉(xiāng)寧一中月考,)如圖所示,一帶正電的粒子q沿某橢圓軌道運動,該橢圓軌道的焦點處有一負(fù)電荷,在帶電粒子由a點運動到b點的過程中()A.電場力做負(fù)功,q的速度減小B.電場力做負(fù)功,q的電勢能增大C.電場力做正功,q的速度增大D.電場力做正功,q的電勢能減小2.(2023廣東廣州仲元中學(xué)期中,改編)為避免閃電造成損害,高大的建筑物會裝有避雷針,已知產(chǎn)生閃電的積雨云底層帶負(fù)電,由于靜電感應(yīng)使得避雷針的尖端帶上了電。圖中虛線為避雷針周圍的等勢線,a、b兩點的電勢分別為φa、φb,一帶負(fù)電的雨滴從a下落至b,則()A.避雷針的尖端帶負(fù)電B.φa>φbC.雨滴從a下落至b的過程中,電場力做負(fù)功D.雨滴從a下落至b的過程中,電勢能減少3.(2023河北保定唐縣一中月考)已知A、B、C三點為正三角形的三個頂點,A點固定一點電荷(電荷量為+q),將一電荷量也為+q的點電荷從無窮遠(yuǎn)處移動到C點,電場力做功為W,再從C點移動到B點后把點電荷固定在B點,將另外一個電荷量為-2q的點電荷從無窮遠(yuǎn)處移動到C點,規(guī)定無窮遠(yuǎn)處的電勢為零,求:(1)B點沒有電荷時C點的電勢φC;(2)電荷量為-2q的這個點電荷在C點時具有的電勢能Ep。題組二利用圖像分析電學(xué)量4.平行于x軸方向的靜電場的場強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示,規(guī)定x軸正方向為場強(qiáng)正方向,帶負(fù)電的點電荷沿x軸運動,則點電荷()A.由x1到x3過程中電勢能增大B.由x1到x3過程中電勢能減小C.由x1到x4過程中電勢先減小后增大D.由x1到x4過程中所受電場力先減小后增大5.(2022福建福州協(xié)作體聯(lián)考)如圖甲所示,A、B是某電場中一條電場線上的兩點,將一點電荷從A點由靜止釋放,僅在靜電力的作用下沿電場線從A點運動到B點,其運動的加速度a隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,下列說法正確的是()A.A點的電勢一定高于B點的電勢B.電場線的方向一定從A指向BC.從A點到B點電場強(qiáng)度一直在減小D.該點電荷在A點的電勢能一定大于其在B點的電勢能6.(2023江蘇揚州中學(xué)月考)如圖甲所示,Q1、Q2為兩個固定點電荷,其中Q1帶正電,它們連線的延長線上有a、b兩點。一帶正電的試探電荷以一定的初速度沿直線從b點開始經(jīng)a點向遠(yuǎn)處運動,其v-t圖像如圖乙所示,則()A.Q2帶正電B.Q1所帶電荷量大于Q2所帶電荷量C.b點的電場強(qiáng)度方向由b點指向a點D.b點右側(cè),a點的電勢最低題組三利用粒子運動軌跡分析電學(xué)量7.(2023福建三明二中月考,)某電場的電場線如圖所示,一帶電粒子只在電場力作用下從A點沿虛線運動至B點,下列說法正確的是()A.帶電粒子帶負(fù)電B.帶電粒子在A點的加速度比在B點的大C.帶電粒子在B點的電勢能小于在A點的D.帶電粒子在B點的動能大于在A點的8.(2023安徽示范高中培優(yōu)聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,真空中等量的異種點電荷甲、乙所形成的電場中,O點位于甲、乙電荷連線的中點,一試探電荷僅在電場力的作用下的運動軌跡如圖中虛線所示,A、B是運動軌跡上的兩個點,A、B關(guān)于O點對稱,下列說法正確的是()A.試探電荷帶正電B.試探電荷在A點的加速度大小等于在B點的加速度大小C.試探電荷在A點的動能等于在B點的動能D.試探電荷在A點的電勢能等于在B點的電勢能題組四電場中的功能關(guān)系9.(2022重慶沙坪壩第七中學(xué)月考)一個質(zhì)量為m的帶電小球,在一勻強(qiáng)電場中,以某一水平速度拋出,小球運動時的加速度方向豎直向下,大小為g3,不計空氣阻力,已知重力加速度為g,則小球在豎直方向下落h高度時,以下說法正確的是()A.小球的機(jī)械能減少mg?B.小球的電勢能增加2C.小球的動能增加mg?D.小球的重力勢能減少mgh10.如圖所示,質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小球A、B,帶有等量異種電荷,通過絕緣輕彈簧相連接,置于絕緣光滑的水平面上,突然加一水平向右的勻強(qiáng)電場后,兩小球A、B將由靜止開始運動,則從開始運動到第一次速度為零的過程中,下列說法正確的是(設(shè)整個過程中不考慮電荷間庫侖力的作用且彈簧不超過彈性限度)()A.當(dāng)A小球所受電場力與彈簧彈力大小相等時,A小球速度達(dá)到最大B.兩小球加速度先增加再減小C.電場力對兩球均做正功,兩小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加D.電場力對兩球均做正功,兩球的電勢能變大

答案與分層梯度式解析第十章靜電場中的能量1電勢能和電勢基礎(chǔ)過關(guān)練1.C2.C3.D4.BC5.B6.D8.C9.C10.D11.C12.D13.C1.C對于同一電荷,靜電力做功只與電荷在電場中的初、末位置有關(guān),而與電荷運動路徑無關(guān),故沿三條路徑將電荷由A移動到B的過程中,靜電力做功相等,C正確,A、B、D錯誤。2.C電場力對兩小球均做正功,大小與路徑無關(guān),對每個小球做的功均為W=Fl=qEl,共為2qEl,故C正確。3.D電勢能大小由電場、放入電場中的電荷及零電勢點決定。負(fù)點電荷在電勢越高的位置電勢能越小,A錯誤;在電勢一定的位置,假設(shè)該位置的電勢大于零,若放入的是負(fù)點電荷,點電荷的電荷量越大,該點電荷的電勢能越小,B錯誤;在電勢為負(fù)的位置,放置的正電荷的電勢能比負(fù)電荷的電勢能小,C錯誤;根據(jù)電場力做功與電勢能的關(guān)系,可知在電場中移動一電荷,若電場力對其做負(fù)功,其電勢能一定增大,電場力做正功,電勢能減小,D正確。4.BCa、c所在直線電場線水平向右,所以a、c處電場方向向右,正電荷在電場中所受靜電力沿電場線方向,故把正點電荷由a移到c,靜電力做正功,電勢能減小;負(fù)電荷在電場中所受靜電力與電場線方向相反,故把負(fù)點電荷由a移到c,靜電力做負(fù)功,電勢能增加。故B、C正確。5.B電荷只受電場力作用,電場力做了2×10-6J的正功,即合力做功為2×10-6J,根據(jù)動能定理可知,動能增加了2×10-6J,故A、D錯誤;電場力做的功等于電勢能的減少量,可知電荷的電勢能減少2×10-6J,B正確,C錯誤。6.D正點電荷自A到B過程中,場強(qiáng)方向水平向右,即所受電場力方向水平向右,與運動方向一致,所以電場力做正功,電勢能減小;正點電荷從B到C過程中,場強(qiáng)方向由B指向C,電場力方向與運動方向一致,電場力仍然做正功,電勢能減小。綜上可知D正確。7.答案增加1×10-6J解析把電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點,要克服靜電力做功,即靜電力做負(fù)功,電荷的電勢能增加。W∞A=Ep∞-EpA,Ep∞=0,解得EpA=-W∞A=1×10-6J。8.C電場強(qiáng)度的大小與電勢的高低沒有必然聯(lián)系,電場強(qiáng)度為零的地方,電勢可以不為零,場強(qiáng)逐漸減小的區(qū)域,電勢不一定減小,故A、B錯誤;正電荷只在電場力的作用下由靜止釋放,受到的電場力沿電場線方向,故一定向電勢低的方向移動,C正確;沿著電場線的方向電勢逐漸降低,但是電勢降低的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向,應(yīng)該是電勢降低最快的方向為電場強(qiáng)度的方向,故D錯誤。9.C根據(jù)電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小,結(jié)合題圖可知A點的電場強(qiáng)度大于B點的,A錯誤;某點的電場方向沿電場線在該點的切線方向,由題圖可知C點與A點的電場方向相反,B錯誤;沿著電場線方向電勢逐漸降低,可知C點的電勢比B點的電勢高,C正確;電場力做功與移動路徑無關(guān),將一試探電荷從C點沿不同的路徑移至A點,電場力做的功相等,D錯誤。10.D取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零,電荷在無窮遠(yuǎn)處的電勢能也為零,即φ∞=0,則Ep∞=qφ∞=0,由W∞A=Ep∞-EpA,解得EpA=Ep∞-W∞A=0-(-1.2×10-4J)=1.2×10-4J,由φA=EpAq,解得φA=1.2×10411.C取無限遠(yuǎn)處的電勢為零,則正電荷在M點的電勢能為-8×10-9J,負(fù)電荷在N點的電勢能為9×10-9J。由φ=Epq知,M點的電勢φM<0,N點的電勢φN<0,且|φN|>|φM|,則φN<φM<012.D設(shè)a、b兩點到點電荷的距離分別為ra和rb,根據(jù)幾何知識得rb=43ra。根據(jù)點電荷場強(qiáng)公式E=kQr2,解得Ea=169Eb。由題圖可知,該電場是由負(fù)點電荷產(chǎn)生的,故在點電荷的周圍越靠近場源電勢越低13.CA、C處的點電荷為等量同種電荷,它們在O處產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零;B、D處的等量異種電荷在O處的場強(qiáng)疊加,可得O點處的合場強(qiáng)大小為2kqL2,方向由B指向D;電勢為標(biāo)量,B、D處等量異種點電荷在O處的電勢疊加為零,A、C處為等量正電荷,距離O處均為L,電勢相加,由題意可知電勢為2能力提升練1.CD2.D4.B5.CD6.B7.B8.B9.BCD10.AC1.CD在帶電粒子由a點運動到b點的過程中,電場力方向與速度方向夾角小于90°,可知電場力做正功,q的電勢能減小,動能增大,速度增大,C、D正確。2.D根據(jù)題意,產(chǎn)生閃電的積雨云底層帶負(fù)電,根據(jù)靜電感應(yīng)原理可知,避雷針的尖端帶正電,電場線由避雷針的尖端指向云層,順著電場線方向電勢降低,所以有φb>φa,故A、B錯誤;雨滴帶負(fù)電,從a下落至b的過程中,電勢增大,所以電勢能減小,電場力做正功,C錯誤,D正確。3.答案(1)-Wq(2)4解析(1)將一電荷量為+q的點電荷從無窮遠(yuǎn)處移動到C點,電場力做功為W,則有W=Ep∞-EpC=q(0-φC)解得φC=-W(2)將電荷量為-2q的點電荷從無窮遠(yuǎn)處移動到C點,設(shè)電場力做功為W',此時C點的電勢變?yōu)棣誄'=2φC,根據(jù)電場力做功與電勢能的關(guān)系可得W'=-2q(0-φC'),即Ep=-W',解得Ep=4W。4.B點電荷由x1運動到x4的過程中,場強(qiáng)沿x軸負(fù)方向,可知帶負(fù)電的點電荷逆著電場線方向移動,電勢升高,電勢能減小,故A、C錯誤,B正確;點電荷由x1運動到x4的過程中,電場強(qiáng)度的大小先增大后減小,由F=qE知,電場力先增大后減小,故D錯誤。5.CD題干僅給出了點電荷從A點運動到B點,但點電荷電性未知,所以電場線方向不確定,A點的電勢不一定高于B點的電勢,選項A、B錯誤;根據(jù)圖乙可知,點電荷從A點運動到B點的過程中加速度在逐漸減小,由F=ma,可判斷出點電荷所受電場力在逐漸減小,根據(jù)E=Fq可判斷出電場強(qiáng)度一直在減小,選項C正確;點電荷從A點運動到B點,加速度一直減小,但速度一直在增加,動能一直在增大,說明電場力做正功,電勢能減小,所以點電荷在A點的電勢能一定大于其在B點的電勢能,6.B由v-t圖線的斜率表示加速度,可得試探電荷經(jīng)過a點時的加速度為零,故電荷在a點所受的電場力為零,a點的場強(qiáng)必為零