2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)提升練19 電場(chǎng)能的性質(zhì).doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)提升練19 電場(chǎng)能的性質(zhì) 題組一 對(duì)電場(chǎng)線、場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)能的理解 1.關(guān)于靜電場(chǎng),下列說法正確的是( ) A.電勢(shì)等于零的物體一定不帶電 B.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn),電勢(shì)一定為零 C.同一電場(chǎng)線上的各點(diǎn),電勢(shì)一定相等 D.負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能一定增加 【解析】 零電勢(shì)點(diǎn)是人為選擇的參考點(diǎn),所以電勢(shì)等于零的物體可以帶電,也可以不帶電,故A錯(cuò);電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是兩個(gè)不同的物理量,電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn),電勢(shì)不一定為零,B錯(cuò)誤;沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)不斷降低,故C錯(cuò);負(fù)電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線方向相反,故負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,故D對(duì). 【答案】 D 2.如圖6221所示,a、b、c為電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線上的三點(diǎn),其中c為ab的中點(diǎn).已知a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa=3 V,φb=9 V,則下列敘述正確的是( ) 圖6221 A.該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為6 V B.a(chǎn)點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea一定小于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Eb C.正電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中電勢(shì)能一定增大 D.正電荷只受電場(chǎng)力作用從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)過程中動(dòng)能一定增大 【解析】 本題中電場(chǎng)線只有一條,又沒說明是哪種電場(chǎng)的電場(chǎng)線,因此電勢(shì)降落及場(chǎng)強(qiáng)大小情況都不能確定,A、B錯(cuò);a、b兩點(diǎn)電勢(shì)已知,正電荷從a到b是從低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大,C對(duì),D錯(cuò). 【答案】 C 3.(多選)一帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),其vt圖象如圖6222所示,則下列說法中正確的是( ) 圖6222 A.A處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B處的電場(chǎng)強(qiáng)度 B.粒子在A處的電勢(shì)能一定大于在B處的電勢(shì)能 C.CD間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都為零 D.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差大于CB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 【解析】 由題圖知粒子在A處的加速度大于在B處的加速度,因a=,所以EA>EB,A對(duì);粒子從A到B動(dòng)能增加,由動(dòng)能定理知電場(chǎng)力必做正功,電勢(shì)能必減小,B對(duì);同理由動(dòng)能定理可知A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,UAB=UCB,D錯(cuò);僅受電場(chǎng)力作用的粒子在CD間做勻速運(yùn)動(dòng),所以CD間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度均為零,但電勢(shì)是相對(duì)于零勢(shì)點(diǎn)而言的,可以不為零,C錯(cuò). 【答案】 AB 題組二 對(duì)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系的考查 4.如圖6223所示,將帶正電的甲球放在不帶電的乙球左側(cè),兩球在空間形成了穩(wěn)定的靜電場(chǎng),實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線.A、B兩點(diǎn)與兩球球心連線位于同一直線上,C、D兩點(diǎn)關(guān)于直線AB對(duì)稱,則( ) 圖6223 A.A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相同 B.C點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C.正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功 D.負(fù)電荷從C點(diǎn)移至D點(diǎn),電勢(shì)能增大 【解析】 A點(diǎn)比乙球面電勢(shì)高,乙球面比B點(diǎn)電勢(shì)高,故A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)不相同,A錯(cuò);C、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向不同,B錯(cuò);φA>φB,WAB>0,C對(duì);C、D兩點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上,故此過程電勢(shì)能不變,D錯(cuò). 【答案】 C 5.(多選)(xx綿陽(yáng)三診)在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上分別固定有帶電荷量絕對(duì)值均為Q的點(diǎn)電荷,其帶電性如圖6224所示.正方形的對(duì)角線交點(diǎn)為O,在兩條對(duì)角線上分別取點(diǎn)A、B、C、D且OA=OB=OC=OD.不計(jì)電子重力.則( ) 圖6224 A.C、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同 B.C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等,A、B兩點(diǎn)電勢(shì)不相等 C.電子從C點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),電勢(shì)能先增加后減少 D.電子從O點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢(shì)能先增加后減少 【解析】 根據(jù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式和矢量的疊加原理可知,C、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同,A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等,方向相同,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)等量同種電荷和等量異種電荷形成的電場(chǎng)中電勢(shì)高低的特點(diǎn)可知,C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì),故B選項(xiàng)正確;電子從C點(diǎn)適動(dòng)到O點(diǎn)的過程中,電子所受電場(chǎng)力的方向與電子的速度方向的夾角為鈍角,則電子所受電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功,故電子的電勢(shì)能增加,而電子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中,電子所受電場(chǎng)力的方向與電子的速度方向的夾角為銳角,則電子所受電場(chǎng)力對(duì)電子做正功,則電子的電勢(shì)能減少,則電子從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能先增加后減少,故C選項(xiàng)正確;電子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,電子所受電場(chǎng)力的方向與電子的速度方向相反,即電場(chǎng)力一直做負(fù)功,則電勢(shì)能一直增加,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】 BC 6.(xx龍巖市一級(jí)達(dá)標(biāo)學(xué)校聯(lián)合測(cè)試)半徑為R、電荷量為Q的均勻帶正電的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng);場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖6225所示,圖中E0已知;取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,距球心r處的電勢(shì)為φ=k(r≥R),式中k為靜電力常量.下列說法錯(cuò)誤的是( ) 圖6225 A.球心處的電勢(shì)最高 B.球心與球表面間的電勢(shì)差等于E0R C.只在電場(chǎng)力作用下,緊靠球體表面一帶電荷量為-q(q>0)的粒子能掙脫帶電球的引力的最小初動(dòng)能為 D.只在電場(chǎng)力作用下,緊靠球體表面一帶電荷量為-q(q>0)的粒子能掙脫帶電球的引力的最小初動(dòng)能為E0Rq 【解析】 沿著電場(chǎng)線,電勢(shì)降低,則球心處的電勢(shì)最高,由Er圖象可得,球心與球表面間的電勢(shì)差等于E0R,選項(xiàng)A、B正確;只在電場(chǎng)力作用下,緊靠球體表面的粒子-q能掙脫帶電球的引力的最小初動(dòng)能為,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 D 題組三 關(guān)于粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的分析 7.(多選)如圖6226所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡.粒子先經(jīng)過M點(diǎn),再經(jīng)過N點(diǎn).可以判定( ) 圖6226 A.粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力 B.M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì) C.粒子帶正電 D.粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能大于在N點(diǎn)的動(dòng)能 【解析】 電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小,電場(chǎng)線越密集,場(chǎng)強(qiáng)越大.M點(diǎn)所在區(qū)域電場(chǎng)線比N點(diǎn)所在區(qū)域電場(chǎng)線疏,所以M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小,粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小.故A錯(cuò)誤.沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)逐漸降低.從總的趨勢(shì)看,電場(chǎng)線的方向是從M到N的,所以M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì).故B正確.如圖所示,用“速度線與力線”的方法,即在粒子運(yùn)動(dòng)的始點(diǎn)M作上述兩條線,顯然電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的方向基本一致,所以粒子帶正電,C正確.“速度線與力線”夾角為銳角.所以電場(chǎng)力做正功,粒子的電勢(shì)能減小,由能量守恒知其動(dòng)能增加.故D錯(cuò)誤. 【答案】 BC 8.如圖6227所示,xOy平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E,方向未知,電場(chǎng)線跟x軸的負(fù)方向夾角為θ,電子在坐標(biāo)平面xOy內(nèi),從原點(diǎn)O以大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度射入電場(chǎng),最后打在y軸上的M點(diǎn).電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,重力不計(jì).則( ) 圖6227 A.O點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì) B.運(yùn)動(dòng)過程中,電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最大 C.運(yùn)動(dòng)過程中,電子的電勢(shì)能先減少后增加 D.電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功,后做正功 【解析】 由電子的運(yùn)動(dòng)軌跡知,電子受到的電場(chǎng)力方向斜向左上,故電場(chǎng)方向斜向右下,M點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì),A錯(cuò)誤;電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最小,B錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)過程中,電子先克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能增加,后電場(chǎng)力對(duì)電子做正功,電勢(shì)能減少,故C錯(cuò)誤,D正確. 【答案】 D B組 深化訓(xùn)練——提升應(yīng)考能力 9.如圖6228所示,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子,以初速度v0從a點(diǎn)豎直向上射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中,勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右.粒子 圖6228 通過電場(chǎng)中的b點(diǎn)時(shí),速率為2v0,方向與電場(chǎng)方向一致,則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為( ) A.mv/(2q) B.3mv/q C.2mv/q D.3mv/(2q) 【解析】 由題意可知,粒子受重力和水平方向的電場(chǎng)力作用,由加速度定義a=Δv/Δt,可得加速度的大小ax=2ay=2g,由牛頓第二定律可知,qE=2mg,水平位移x=v0t,豎直位移y=v0t/2,即x=2y,因此電場(chǎng)力做功W1=qEx=qUab,重力做功W2=-mgy=-W1/4,由動(dòng)能定理得:W1+W2=m(2v0)2-mv,解得:Uab=. 【答案】 C 10.(多選)如圖6229所示,MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,軌道半徑為R,A、B為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),AC為圓弧.一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電小球,從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放,并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道.不計(jì)空氣阻力及一切能量損失,關(guān)于帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是( ) 圖6229 A.小球一定能從B點(diǎn)離開軌道 B.小球在AC部分可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng) C.若小球能從B點(diǎn)離開,上升的高度一定小于H D.小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零 【解析】 若電場(chǎng)力大于重力,則有可能不從B點(diǎn)離開軌道,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若電場(chǎng)力等于重力,小球在AC部分做勻速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;因電場(chǎng)力做負(fù)功,則機(jī)械能損失,上升的高度一定小于H,選項(xiàng)C正確;由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知,若小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零,則在此之前就已脫軌了,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 BC 11.勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一邊長(zhǎng)為a的等邊三角形,如圖6230所示,場(chǎng)強(qiáng)方向平行于紙面.具有初速度的電子在電場(chǎng)力作用下從B到A動(dòng)能減少E0,質(zhì)子在電場(chǎng)力作用下從C到A動(dòng)能增加E0,求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng).(不計(jì)重力) 圖6230 【解析】 根據(jù)動(dòng)能定理得電子從B到A過程中 -eUBA=-E0,UBA=① 質(zhì)子從C到A過程中 eUCA=E0,UCA=② 由①②可知B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等且大于A點(diǎn)電勢(shì),即 φB=φC>φA 因?yàn)殡妶?chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),所以BC連線為等勢(shì)面(如圖中虛線),與BC垂直為電場(chǎng)線(如圖中實(shí)線),所以 E===, 方向垂直BC指向A. 【答案】 ,方向垂直BC指向A 12.如圖6231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)速度正好又為零,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: 圖6231 (1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的加速度大?。? (2)B和A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(用Q和L表示). 【解析】 (1)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=,可解得:aB= (2)由A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理得: mgsin30-qUBA=0 由mgsin 30-k=maA=m 可得:mg=k,可求得:UBA= 【答案】 (1) (2)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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