1、重难强化训练 (二)电场能的性质(40 分钟100 分)一、选择题 (本题共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分 .1 6 题为单选， 710为多选 )1如图 10 所示，某电场中的一条电场线，其上有a、b、c 三点， abbc，则把点电荷 q 从 a 点经 b 点移到 c 点的过程中，电场力做功的大小关系有()图 10A WabWbcBWabWbcCWabW2 ，12BW1W2，12CW1 W2， 12D 由 W Uq 可知， W1 W2.由 WcdUcdq，Wcd0， q0，可知 Ucd0，故123， D 正确 3如图 12 所示，虚线表示等势面，相邻两等势面的电势差相等，有一带正电
2、的小球在电场中运动， 实线表示该带正电荷的小球的运动轨迹，小球在 a 点的动能为 20 eV，运动到 b 点的动能为 2 eV.若取 c 点为零电势点， 则当这个小球的电势能为 6 eV 时它的动能为 (不计重力和空气阻力作用)图 12A16 eVB14 eVC6 eVD4 eV第 1页B 在 a 点动能为 20 eV，而在 b 点的动能为 2 eV，所以每经过一个等势面动能减少 6 eV，所以在 c 点的动能为 8 eV ，而电势为零，即电势能为零，所以在 c 点总能量为 8 eV，所以当小球的电势能为 6 eV 时，其动能为 14 eV，B 正确 4空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m 的
3、带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图13 所示，在相等的时间间隔内()【导学号： 52592030】图 13A重力做的功相等B电场力做的功相等C电场力做的功大于重力做的功D电场力做的功小于重力做的功C 将微粒的运动分解成竖直方向与水平方向 在竖直方向，电场力大于重力，所以加速度方向竖直向上，则在连续相等的时间内，变化的高度不同，所以电场力与重力做功均不相等，故 A 、B 均错误；由以上分析可知，电场力大于重力，因此电场力做功总大于重力做功，故C 正确， D 错误 5.如图 14 所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，
4、恰能沿图中的实线从A点飞到 C 点，则下列判断正确的是()图 14A粒子带负电B粒子在 A 点的电势能大于在C 点的电势能C粒子在 A 点的加速度大于 C 点的加速度D粒子从 A 点到 B 点电场力所做的功大于从B 点到 C 点电场力所做的功C 电场线与等势线垂直， 且从高电势到低电势， 所以电场线的大体方向向左由运动轨迹可知带电粒子所受电场力方向大体向左， 故粒子带正电， A 错由第 2页于电荷的电势能Epq、AC ，故 EpAEC ，带电粒子在两点的电场力FAFC，在两点的加速度aAaC，C 对由于 WABEpAEpB 2q， WBCEpBEpC 2q，故 WABWBC ，D 错 6两个等
5、量异种点电荷位于x 轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置 x 变化规律的是 ()A 等量异种点电荷电场线如图所示， 因为沿着电场线方向电势降低， 所以，以正电荷为参考点，左右两侧电势都是降低的；因为逆着电场线方向电势升高，所以以负电荷为参考点，左右两侧电势都是升高的可见，在整个电场中，正电荷所在位置电势最高， 负电荷所在位置电势最低， 符合这种电势变化的情况只有A 选项 7如图 15 所示，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中， 场强为E.在与环心等高处放有一质量为 m、电荷量为 q 的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是 ()图 15A小球在运动过程中机械能不守恒B小球经
6、过环的最低点时速度最大C小球电势能增加qERD小球由静止释放到达最低点，动能的增量等于mgRAB 小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，A 正确；小球运动到环的最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少 mgR，电势能减少 qER，而动能增加 mgR qER，到达最低点时动能最大，所以速度最大，因此B 正确， C、 D 错误 8图 16 中虚线为一组间距相等的同心圆， 圆心处固定一带正电的点电荷 一带电粒子以一定初速度射入电场， 实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹， a、b、c 三点是实线与虚线的交点则该粒子()第 3页【导学号： 52592031】图 16
7、A带负电B在 c 点受力最大C在 b 点的电势能大于在c 点的电势能D由 a 点到 b 点的动能变化大于由b 点到 c 点的动能变化CD 物体做曲线运动时，合外力的方向指向轨迹的凹侧，可知粒子与正电荷排斥，粒子带正电， A 错；越靠近正电荷，电场线越密，电场强度越大，粒子所受电场力越大，所以粒子在c 点受力最小， B 错；粒子从 b 点运动到 c 点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C 对；点 a、b、 c 所在的圆为等间距的同心圆，靠近正电荷电场强度较大，由公式U Ed 可知， UabUbc，所以由 a 点到 b 点比由 b 点到 c 点电场力对粒子做的功多，根据动能定理可知D 对 9.
8、如图 17 所示，虚线 a、 b、 c 代表电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知()图 17A三个等势面中， Q 点的电势最高B带电质点通过P 点时电势能较大C带电质点通过 P 点时动能较大D带电质点通过P 点时加速度较大BD 由三个等势面可以确定电场线方向，由轨迹QP 可以确定质点的受力方向，由于该质点带正电，所以可以判断P 点电势高由Q 到 P，静电力做负功，电势能增加，故P 点电势能较大由于P 处等势面密集，所以带电质点通过 P 点时加速度较大 10如图 18 所示， A、B、C、D、
9、 E、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点， A、B、C 三点电势分别为1.0 V、2.0 V、3.0 V，则下列说第 4页法正确的是 ()图 18A匀强电场的电场强度大小为10 V/mB匀强电场的电场强度大小为2033V/mC电荷量为 1.6 10 19 C 的正点电荷从 E 点移到 F 点，电荷克服电场力做功为 1.61019 JD电荷量为 1.6 1019 C 的负点电荷从 F 点移到 D 点，电荷的电势能减少3.21019 JBD 对 A 、B 选项，要找出等势面，求出两个等势面之间的距离可以将A、C 两点连接，则 A、C 中点电势为 2.0 V，而且恰好在 EB
10、 连线上，所以 E 点电势为 2.0 V，F、D 两点的电势分别为1.0 V、3.0 VDF连线距离为10 3 cm，U2203根据匀强电场中电势差与电场强度的关系E d 0.1 3V 3V ，所以 A选项错误， B 选项正确对 C、D 选项，直接利用计算电场力做功的公式和电场力的功与电势能的关系解决 UEF 1 V，WEFqUEF1.61019 1 J1.610 19 J，所以 C 选项错误 UFD 2 V ，WFD qUFD 1.61019(2) J3.21019 J，负点电荷从 F 点移到 D 点，电荷的电势能减小3.21019 J，因而D 选项正确 二、非选择题 (本题共 2 小题，共
11、 40 分)11(18 分)如图 19 所示， A、B、C 为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面 现将电荷量为 10 8C 的正点电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功为 3106J，将另一电荷量为 10 8C 的负点电荷从 A 点移到 C 点，克服电场力做功 310 6J.若 AB 边长为 2 3cm，则电场强度的大小为多大？方向如何？图 19【解析】正点电荷从 A 点移到 B 点时，电场力做正功， 故 A 点电势高于 B第 5页WAB3106点，可求得： UAB q 10 8 V 300 V.负点电荷从 A 点移到 C 点，克服电场力做功，同理可判断A 点电势高于
12、 C点，可求得：UWAC3106AC q 108V 300 V.因此 B、C 两点电势相等，UBC0.由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线，因此， BC 为一等势线，故电场线方向垂直BC.设 D 为直线 BC 的中点，则电场方向为由 A 指向 D.直线 AB 在电场方向的距离d 等于线段 AD 的长度，故由匀强电场中电势差与电场强度的关系式可得：EUAB300V/m 1104V/m.d2 3102cos 30 【答案】1104垂直、C连线，由A指向BCV/mB12. (22 分)如图 20 所示，光滑绝缘细杆竖直放置，细杆右侧距杆0.3 m 处有一固定的点电荷Q，A、B 是细杆上的两点，点A
13、与 Q、点 B 与 Q 的连线与杆的夹角均为 37.一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下，通过 A 点时加速度为零，速度为 3 m/s，取 g10 m/s2，求小球下落到 B 点时的加速度和速度的大小图 20【解析】求小球至 B 的加速度，从受力分析出发，分析小球在A、B 两点的受力情况，从而确定加速度的关系Qq在 A 处，小球受力如图所示， 由题意可知， k2 cos mg0 rQq在 B 处，小球受力如图所示，由题意可知，k2 cos mg ma r由 得 a2g20 m/s2小球从 A 到 B 受到的合力为变力，故不宜用牛顿定律和运动学公式求解，第 6页抓住 A、B 处在等势面上由A 到 B 电场力做功为零这个特点，用动能定理求解1212， h20.3mgh mv mvm0.8 m 解得 v 5 m/sAB2B2AABtan 37 B【答案】20 m/s25 m/s第 7页
