2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì)課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì)課時(shí)作業(yè)（含解析） 1．(2018·上海松江一模)一電荷量為q的正點(diǎn)電荷位于電場(chǎng)中A點(diǎn)，具有的電勢(shì)能為Ep，則A點(diǎn)的電勢(shì)為φ＝.若把該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷，則A點(diǎn)的電勢(shì)為(　　) A．4φ B．2φ C．φ D.φ 答案：C　解析：根據(jù)電勢(shì)的物理意義：電勢(shì)是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，僅由電場(chǎng)決定，與試探電荷無(wú)關(guān)．可知，將該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷，A點(diǎn)的電勢(shì)不變，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 2．如圖所示，充電的平行板電容器兩板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，AB方向?yàn)槲灰苮的正方向，能正確反映電勢(shì)φ

2、隨位移x變化的圖象是(　　) 答案：C　解析：充電的平行板電容器兩板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，電勢(shì)φ隨位移x均勻減小，選項(xiàng)C正確． 3．(2018·山東濱州二模)電子束焊接機(jī)中的電場(chǎng)線如圖中虛線所示．K為陰極，A為陽(yáng)極，兩極之間的距離為d，在兩極之間加上高壓U，有一電子在K極由靜止加速．不考慮電子重力，元電荷為e，電子的質(zhì)量為m，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．陰極K應(yīng)接高壓電源的正極 B．電子從K到A的過(guò)程中，加速度大小為 C．電子由K到A的過(guò)程中電勢(shì)能減小了eU D．電子由K到A電場(chǎng)力做負(fù)功 答案：C　解析：由圖可知A極電勢(shì)高，應(yīng)接電源正極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，

3、加速度大小在變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從K到A，電場(chǎng)力做功W＝eU，所以電勢(shì)能減少了eU，C正確，D錯(cuò)誤． 4．(2018·江西南昌二中月考)如圖所示，a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)，ab＝cd＝10 cm，ad＝bc＝20 cm，電場(chǎng)線與矩形所在平面平行．已知a點(diǎn)電勢(shì)為20 V，b點(diǎn)電勢(shì)為24 V，則(　　) A．場(chǎng)強(qiáng)大小一定為E＝40 V/m B．c、d間電勢(shì)差一定為4 V C．場(chǎng)強(qiáng)的方向一定由b指向a D．c點(diǎn)電勢(shì)可能比d點(diǎn)低 答案：B　解析：根據(jù)題設(shè)條件可知，場(chǎng)強(qiáng)方向無(wú)法確定，知道a、b間電勢(shì)差，但不能根據(jù)E＝求出場(chǎng)強(qiáng)的大小，故A、C錯(cuò)誤．根

4、據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與等勢(shì)線分布的特點(diǎn)可知，c、d間電勢(shì)差必等于b、a間電勢(shì)差，為4 V，故B正確．c、d間電勢(shì)差為4 V，則知c點(diǎn)電勢(shì)比d點(diǎn)高4 V，故D錯(cuò)誤． 5．(2018·河南六市一聯(lián))在真空中A、B兩點(diǎn)分別放有異種點(diǎn)電荷－Q和＋2Q，以A、B連線中點(diǎn)O為圓心作一圓形路徑acbd，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有Ea＝Eb、Ec＝Ed B．電勢(shì)高低關(guān)系有φa>φb、φc>φd C．將一負(fù)點(diǎn)電荷沿圓弧由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功 D．將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中電勢(shì)能始終不變 答案：C　解析：對(duì)比等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知Eb>Ea，

5、Ec＝Ed，A項(xiàng)錯(cuò)誤．由題知，電場(chǎng)線方向由B指向A，則有φa<φb，由于電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，所以兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故B錯(cuò)誤．將一負(fù)點(diǎn)電荷沿圓弧由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，所以電場(chǎng)力做正功，故C正確．將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加可知，在c點(diǎn)電場(chǎng)力方向與速度方向夾角大于90°，而在d點(diǎn)的電場(chǎng)力方向與速度方向夾角小于90°，所以電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，則電勢(shì)能先增大，后減小，故D錯(cuò)誤． 6．(2018·江蘇南通一模)(多選)四個(gè)點(diǎn)電荷位于正方形四個(gè)角上，電荷量及其附近的電場(chǎng)線分布如圖所示．a(chǎn)b、cd分別是正方形兩組對(duì)邊的中垂線，O為中垂

6、線的交點(diǎn)，P、Q分別為ab、cd上的兩點(diǎn)，OP>OQ，則(　　) A．P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)的小 B．P點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)的低 C．OP兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于OQ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 D．一帶正電的試探電荷在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)大 答案：AD　解析：根據(jù)電場(chǎng)的對(duì)稱性知P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)A正確；ab和cd是兩條等勢(shì)線，所以φP＝φQ，B錯(cuò)誤；UOP＝UOQ＝0，C錯(cuò)誤；由于φQ>φM，所以正試探電荷在Q點(diǎn)電勢(shì)能大，D正確． 7．如圖所示，在O點(diǎn)放置一個(gè)正電荷，在過(guò)O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R

7、為半徑的圓(圖中實(shí)線表示)相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，∠BOC＝30°，A距離OC的豎直高度為h.若小球通過(guò)B點(diǎn)的速度為v，試求： (1)小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大?。? (2)小球由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中電勢(shì)能的增加量． 答案：(1)　(2)mgh－mv2－mgR 解析：(1)因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，小球由B到C只有重力做功，由動(dòng)能定理得： mgR·sin 30°＝mv－mv2 得vC＝. (2)小球由A運(yùn)動(dòng)到C應(yīng)用動(dòng)能定理得： WAC＋mgh＝mv－0 得WAC＝mv－mgh＝mv2＋mgR－mgh. 由電勢(shì)能變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系得： ΔEp＝－WAC＝mgh－

8、mv2－mgR. [能力提升] 8．(2018·四川成都檢測(cè))(多選)如圖所示，A、B、C、D、E、F為真空中正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，O為正六邊形中心，在A、B、C三點(diǎn)分別固定電荷量為q、－q、q(q>0)的三個(gè)點(diǎn)電荷，取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B．O點(diǎn)電勢(shì)為零 C．D點(diǎn)和F點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同 D．D點(diǎn)和F點(diǎn)電勢(shì)相同 答案：AD　解析：根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝，結(jié)合電場(chǎng)疊加原理，可知O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，D點(diǎn)和F點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向不同，故A正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷垂直平分線的電勢(shì)為零知，A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)電勢(shì)為零，C點(diǎn)電荷

9、在O點(diǎn)電勢(shì)不為零，所以O(shè)點(diǎn)電勢(shì)不為零；由對(duì)稱性可知D點(diǎn)和F點(diǎn)的電勢(shì)相同，但場(chǎng)強(qiáng)方向不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確． 9．如圖所示，兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷固定于P、Q兩點(diǎn)，它們連線的中點(diǎn)是O，A、B是PQ連線中垂線上的兩點(diǎn)，OA

10、判斷兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，正試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，負(fù)試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確． 10．(2018·河北石家莊二中四聯(lián))(多選)如圖所示，在兩個(gè)等量同種負(fù)點(diǎn)電荷連線的中垂面上以連線中點(diǎn)O為圓心的兩個(gè)同心圓，兩圓上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，Oac三點(diǎn)共線，則(　　) A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，大小不可能相等 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同 C．將帶正電的試探電荷在平面內(nèi)從b點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功 D．帶正電的試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下在此平面內(nèi)可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

11、 答案：BD　解析：根據(jù)兩個(gè)等量同種負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線特點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，大小可能相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．a(chǎn)、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，選項(xiàng)B正確．由于b、d兩點(diǎn)不在同一等勢(shì)面上，將帶正電的試探電荷在平面內(nèi)從b點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．在中垂面內(nèi)帶正電的試探電荷始終受到方向指向O點(diǎn)的電場(chǎng)力，則試探電荷在此平面內(nèi)可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確． 11．如圖所示，帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點(diǎn)，斜面上有A、B兩點(diǎn)，且A、B和C在同一直線上，A和C相距為L(zhǎng)，B為AC中點(diǎn)．現(xiàn)將一帶電小球從A點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)帶電小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好

12、為零．已知帶電小球在A點(diǎn)處的加速度大小為，靜電力常量為k，求： (1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的加速度大?。? (2)B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(用Q和L表示)． 答案：(1)　(2) 解析：(1)由牛頓第二定律知帶電小球在A點(diǎn)時(shí) mgsin 30°－k＝maA 帶電小球在B點(diǎn)時(shí)－mgsin 30°＝maB 且aA＝ 解得aB＝. (2)帶電小球初、末速度均為零，由A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理得 mgsin 30°＋qUAB＝0 由mgsin 30°－k＝maA＝m 聯(lián)立解得UAB＝－ 又因?yàn)閁AB＝－UBA 所以B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBA＝. 12．如圖所示，在豎直平面內(nèi)，一勻強(qiáng)

13、電場(chǎng)方向豎直向上，一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電微粒以水平初速度v0由P點(diǎn)射入，入射方向與電場(chǎng)線垂直．帶電微粒從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)，其速度方向與電場(chǎng)線夾角為30°.已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的寬度為d，P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)差為U，設(shè)P點(diǎn)的電勢(shì)為零，重力加速度為g. (1)求帶電微粒在Q點(diǎn)的電勢(shì)能； (2)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小； (3)當(dāng)該帶電微粒電勢(shì)能為－qU時(shí)，機(jī)械能變化了多少？ 答案：(1)－qU　(2)　(3)qU 解析：(1)根據(jù)帶電微粒的偏轉(zhuǎn)方向，知該微粒帶正電，P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)差為U＝φP－φQ，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，而P點(diǎn)的電勢(shì)能為零 根據(jù)φ＝ 得EpQ＝－qU. (2)建立直角坐標(biāo)系，垂直于電場(chǎng)線方向?yàn)閤軸，平行于電場(chǎng)線方向?yàn)閥軸，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和幾何知識(shí)可得 tan 30°＝ vy＝at d＝v0t a＝ 解得E＝. (3)當(dāng)該帶電微粒電勢(shì)能為－qU時(shí)，電場(chǎng)力做了qU 的正功，所以機(jī)械能增加了qU.