10-6-專題一:-電場(chǎng)能的性質(zhì)(課后練習(xí))_第1頁(yè)
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.6專題一:電場(chǎng)能的性質(zhì)課后練1.某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,可以判定()A.粒子帶負(fù)電 B.粒子的加速度減小C.粒子的動(dòng)能增加 D.粒子的電勢(shì)能增加2.如圖所示,一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),兩虛線圓均以O(shè)為圓心,兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn),不計(jì)重力,下列說法正確的是()A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷B.M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能C.N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能D.N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功3.如圖所示,一帶電粒子沿著圖中曲線JK穿過一勻強(qiáng)電場(chǎng),a、b、c、d為該電場(chǎng)的等勢(shì)面,若不計(jì)粒子的重力,可以確定()A.該粒子帶正電B.電場(chǎng)方向垂直等勢(shì)面向左C.電場(chǎng)方向垂直等勢(shì)面向右D.粒子從J到K運(yùn)動(dòng)過程中的電勢(shì)能減小4.質(zhì)量為m的帶電小球射入勻強(qiáng)電場(chǎng)后,以方向豎直向上、大小為2g的加速度向下運(yùn)動(dòng),在小球下落h的過程中()A.小球的重力勢(shì)能減少了2mghB.小球的動(dòng)能增加了2mghC.電場(chǎng)力做負(fù)功2mghD.小球的電勢(shì)能增加了3mgh5.如圖所示,豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一帶正電的小球,小球與彈簧不連接,施加外力將小球向下壓至某位置靜止?,F(xiàn)撤去外力,小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)到離開彈簧的過程中,重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2,則上述過程中()A.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.小球的電勢(shì)能增加W1+W2C.小球的電勢(shì)能減少W2D.小球的重力勢(shì)能增加-W16.如圖甲所示,一條電場(chǎng)線與Ox軸重合,取O點(diǎn)電勢(shì)為零,Ox方向上各點(diǎn)的電勢(shì)隨x變化的情況如圖乙所示.若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子僅受電場(chǎng)力的作用,則()A.電子將沿Ox軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B.電子的電勢(shì)能將增大C.電子運(yùn)動(dòng)的加速度恒定D.電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大7.在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶電微粒自A點(diǎn)由靜止釋放,微粒沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在此過程中()A.微粒做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.微粒所受的電場(chǎng)力小于微粒所受的重力C.微粒從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能的減少量大于重力勢(shì)能的減少量D.微粒從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能和重力勢(shì)能減少的總和等于微粒增加的動(dòng)能8.沿電場(chǎng)中某條直電場(chǎng)線方向建立x軸,該電場(chǎng)線上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖所示,坐標(biāo)原點(diǎn)O、x1、x2和x3分別與x軸上O、A、B、C四點(diǎn)相對(duì)應(yīng),相鄰兩點(diǎn)間距相等。一個(gè)帶正電的粒子從O點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的動(dòng)能為Ek,僅考慮電場(chǎng)力作用,則()A.從O點(diǎn)到C點(diǎn),電勢(shì)先升高后降低B.粒子先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做變加速運(yùn)動(dòng)C.粒子在AB段電勢(shì)能變化量大于BC段電勢(shì)能變化量D.粒子在AB段電勢(shì)能變化量小于BC段電勢(shì)能變化量9.如圖所示,一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中從A點(diǎn)拋出,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下,且在B點(diǎn)時(shí)粒子的速度為粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最小速度。已知電場(chǎng)方向和粒子運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平面內(nèi),粒子的重力和空氣阻力忽略不計(jì),則()A.靜電力方向一定水平向右B.電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)一定高于B點(diǎn)的電勢(shì)C.從A到B的過程中,粒子的電勢(shì)能一定減小D.從A到B的過程中,粒子的電勢(shì)能與機(jī)械能之和一定不變10.電荷量不等的兩點(diǎn)電荷固定在x軸上坐標(biāo)為-3L和3L的兩點(diǎn),其中坐標(biāo)為3L處電荷帶正電,電荷量為Q.兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中x=L處電勢(shì)最低,x軸上M、N兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為-2L和2L,則下列判斷正確的是()A.兩點(diǎn)電荷一定為異種電荷 B.原點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)大小為C.負(fù)檢驗(yàn)電荷在原點(diǎn)O處受到向左的電場(chǎng)力 D.負(fù)檢驗(yàn)電荷由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程,電勢(shì)能先減小后增大11.如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與以正電荷Q為圓心的某圓交于B、C兩點(diǎn),質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無(wú)初速度下滑,已知q?Q,AB=h,小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為。求:(1)小球由A到B的過程中靜電力做的功;(2)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。12.如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng),等勢(shì)面是一簇互相平行的豎直平面,間隔均為d,各等勢(shì)面電勢(shì)已在圖中標(biāo)出(U>0),現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0、方向與水平方向成45°角斜向上射入電場(chǎng),要使小球做直線運(yùn)動(dòng),求:(重力加速度為g)(1)小球應(yīng)帶何種電荷及其電荷量;(2)小球受到的合外力大小;(3)在入射方向上小球運(yùn)動(dòng)的最大位移的大小xm。(電場(chǎng)足夠大)13.如圖所示,高為h的光滑絕緣直桿AD豎直放置,在D處有一固定的正點(diǎn)荷,電荷量為Q.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球套在桿上,從A點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大值,到C點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱悖珺、C和D相距分別為h和h,靜電力常量為k,重力加速度為g,求:(1)小球的電荷量q和在C點(diǎn)處的加速度;(2)C、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.14.如圖,一粗糙絕緣豎直平面與兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線重合.A、O、B為豎直平面上的三點(diǎn),且O為等量異種點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),AO=BO.現(xiàn)有帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小物塊視為質(zhì)點(diǎn),從A點(diǎn)以初速度v0向B滑動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為0.則()A.小物塊一定帶負(fù)電B.從A到B,小物塊加速度先增大后減小C.從A到B,小物塊所受電場(chǎng)力做功為D.電場(chǎng)中AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差15.如圖所示,水平絕緣粗糙的軌道與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道平滑連接,半圓形軌道的半徑,在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行,電場(chǎng)強(qiáng)度.現(xiàn)有一電荷,質(zhì)量的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn)),在水平軌道上的點(diǎn)由靜止釋放,帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點(diǎn),然后落至水平軌道上的點(diǎn)(圖中未畫出).取.試求:(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大?。?)點(diǎn)到點(diǎn)的距離.(3)帶電體在從開始運(yùn)動(dòng)到落至點(diǎn)的過程中的最大動(dòng)能(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).16.在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、帶正電的小球,用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),當(dāng)小球靜止于B點(diǎn)時(shí),細(xì)線與豎直方向的夾角為θ(如圖所示).現(xiàn)給小球一個(gè)垂直于細(xì)線的初速度,使小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),試問:(1)小球在做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中,在哪一位置速度最小?速度最小值為多大?(2)小球在B點(diǎn)的初速度為多大?

參考答案1.C【詳解】A.粒子受到的電場(chǎng)力指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè),所以受到的電場(chǎng)力的方向是沿電場(chǎng)線向上的,所以粒子帶正電,故A錯(cuò)誤;B.電場(chǎng)線越密集地方場(chǎng)強(qiáng)越大,可知從A到B場(chǎng)強(qiáng)變大,所受電場(chǎng)力變大,加速度變大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;CD.從A到B的過程中,電場(chǎng)力做正功,粒子的電勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。2.ABC【詳解】A.由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知,M受到的是吸引力,N受到的是排斥力,可知M帶負(fù)電荷,N帶正電荷,選項(xiàng)A正確;B.M從a點(diǎn)到b點(diǎn),庫(kù)侖力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理知,動(dòng)能減小,則M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于在a點(diǎn)的動(dòng)能,選項(xiàng)B正確;C.d點(diǎn)和e點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,電勢(shì)相等,則N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于在e點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)C正確;D.N從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn),庫(kù)侖斥力做正功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選ABC。3.D【解析】【詳解】根據(jù)受到的電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè)可知粒子受到的電場(chǎng)力水平向右,若粒子帶正電,則電場(chǎng)方向向右,若粒子帶負(fù)電,則電場(chǎng)方向水平向左,無(wú)論粒子帶什么電,運(yùn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力方向和運(yùn)動(dòng)方向的夾角為銳角,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能總是減小,故D正確。故選D。4.D【詳解】帶電小球受到向上的電場(chǎng)力和向下的重力,據(jù)牛頓第二定律得在下落過程中電場(chǎng)力做功重力做功總功根據(jù)做功與勢(shì)能變化關(guān)系可判斷:小球重力勢(shì)能減少了mgh,電勢(shì)能增加了3mgh,根據(jù)動(dòng)能定理,小球的動(dòng)能減少了2mgh,故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選D。5.CD【詳解】A.由于電場(chǎng)力做正功,故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加,機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;BC.根據(jù)電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能變化的量度,電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少,電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加,電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功為,則小球的電勢(shì)能減少,故B錯(cuò)誤,C正確;D.重力做功是重力勢(shì)能變化的量度,由題意知重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加,故D正確。故選CD。6.D【詳解】A、由圖可知沿0?x方向電勢(shì)逐漸升高,則電場(chǎng)線方向沿x負(fù)方向,電子所受電場(chǎng)力方向沿x軸正方向,故電子將沿Ox方向運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;B、由靜止釋放后,電場(chǎng)力對(duì)電子做正功,電子的電勢(shì)能減小,故B錯(cuò)誤;CD、φ?x圖象的斜率大小等于電場(chǎng)強(qiáng)度,由幾何知識(shí)得知,斜率先減小后增大,則電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大,所受電場(chǎng)力先減小后增大,電子加速度先減小后增大,故D正確,C錯(cuò)誤;故選D.7.AD【詳解】A.由題意知,帶電微粒初速度為零,所受合力恒定且沿AB方向,所以做勻變速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確;BC.由力的合成法則可知重力等于電場(chǎng)力,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;D.由動(dòng)能定理可知重力、電場(chǎng)力做功的代數(shù)和等于粒子動(dòng)能的增加量,選項(xiàng)D正確.故選AD。8.C【詳解】A.由題可知,電場(chǎng)方向沿x軸正方向,由O點(diǎn)到C點(diǎn),沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)逐漸降低,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.帶正電的粒子所受電場(chǎng)力與速度方向一致,所以粒子一直做加速直線運(yùn)動(dòng),在O~x1段電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸變大,帶電粒子所受電場(chǎng)力逐漸變大,故粒子在OA段做加速度增大的變加速直線運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;CD.E-x圖像中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積代表電勢(shì)差,可知AB段的電勢(shì)差大于BC段的電勢(shì)差,故電場(chǎng)力做功由電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系得,粒子在AB段電勢(shì)能變化量大于BC段的電勢(shì)能變化量,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。9.AD【詳解】A.粒子只受靜電力,類似重力場(chǎng)中的斜拋運(yùn)動(dòng),由于在B點(diǎn)粒子的速度最小,是等效最高點(diǎn),故靜電力方向水平向右,故A正確;B.由于不知道粒子的電性,所以不能判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,不能確定A點(diǎn)與B點(diǎn)的電勢(shì)高低,故B錯(cuò)誤;C.從A到B的過程中,靜電力做負(fù)功,故電勢(shì)能增大,故C錯(cuò)誤;D.從A到B的過程中,由于只有靜電力做功,所以粒子的電勢(shì)能與機(jī)械能之和一定不變,故D正確。故選AD。10.BC【分析】由題中“兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示”可知,本題考查兩點(diǎn)電荷之間電勢(shì)變化、電場(chǎng)和電場(chǎng)力變化,根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)規(guī)律、電場(chǎng)線分布規(guī)律和電勢(shì)變化可分析本題.【詳解】A.正電荷周圍的電勢(shì)為正,負(fù)電荷周圍的電勢(shì)為負(fù),因此由圖可知,兩點(diǎn)電荷均為正電荷,故A錯(cuò)誤;BC.在x=L處電勢(shì)最低,此處圖線的斜率為0,即該點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為0,得,故原點(diǎn)出的場(chǎng)強(qiáng)大小為方向向右,負(fù)檢驗(yàn)電荷在原點(diǎn)O處受到的電場(chǎng)力向左,故BC正確;D.由M點(diǎn)到N點(diǎn)電勢(shì)先減小后增大,所以負(fù)檢驗(yàn)電荷由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程,電勢(shì)能先增大后減小,故D錯(cuò)誤.11.【答案】(1)(2)【詳解】(1)因?yàn)闂U是光滑的,所以小球從A到B的過程中只有兩個(gè)力做功:靜電力做的功WAB和重力做的功mgh,由動(dòng)能定理得:WAB+mgh=代入已知條件vB=得:WAB=mgh.(2)因?yàn)锽、C在同一等勢(shì)面上,所以φB=φC,即:UAC=UAB==-答:(1)小球由A到B的過程中靜電力做的功mgh;(2)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差-.12.【答案】(1)正電;(2);(3)【詳解】(1)作出電場(chǎng)線如圖(a)所示,只有小球受到向左的電場(chǎng)力,電場(chǎng)力和重力的合力與初速度才可能在同一條直線上,如圖(b)所示:所以小球帶正電,小球沿方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由圖(b)知:已知相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差為U,所以:可得:.(2)由圖(b)知:;(3)由動(dòng)能定理得:所以:.13.【答案】(1);方向豎直向上;(2)【詳解】(1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大,說明小球必帶正電,在B點(diǎn)應(yīng)有:得:在C點(diǎn),由牛頓第二定律:得:,方向豎直向上.(2)設(shè)C、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U,則A、C間的電勢(shì)差為-U.從A到C過程,由動(dòng)能定理:得:14.ABD【詳解】小物塊受重力、電場(chǎng)力和墻壁的彈力以及摩擦力作用,可知q帶負(fù)電,從A到O的過程中,電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大,則電場(chǎng)力越來(lái)越大,由于物塊在水平方向上平衡,可知墻壁的彈力增大,導(dǎo)致滑動(dòng)摩擦力增大,根據(jù)知,加速度增大,從O到B,電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越小,則電場(chǎng)力越來(lái)越小,由于物塊在水平方向上平衡,可知墻壁的彈力減小,導(dǎo)致滑動(dòng)摩擦力減小,根據(jù)知,加速度減小,故AB正確;因AB是等量異種電荷連線的中垂線,可知AB是等勢(shì)面,即UAB=0,從A到B運(yùn)動(dòng)時(shí)小物塊所受電場(chǎng)力做功為0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確;故選ABD.15.【答案】(1)6.0N;(2)0;(3)1.17J【詳解】(1)設(shè)帶電體通過C點(diǎn)時(shí)的速度為,依據(jù)牛頓第二定律有解得.設(shè)帶電體通過B點(diǎn)時(shí)的速度為,設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為,帶電體在B點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:聯(lián)立解得,根據(jù)牛頓第三定律帶電體對(duì)軌道的壓力.(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,聯(lián)立解得0.(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(chǎng)力做

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