届高三物理总复习课时作业19.docx
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届高三物理总复习课时作业19
课时作业19 电场能的性质
时间:
45分钟 满分:
100分
一、选择题(8×8′=64′)
1.
电场线分布如下图所示,电场中a,b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb,
电势分别为φa和φb,则( )
A.Ea>Eb,φa>φb
B.Ea>Eb,φa<φb
C.Ea
D.Ea 解析: 电场线的疏密表示电场强度的大小,得Ea 答案: C 2.如下图 (1)是某一点电荷形成的电场中的一条电场线,A、B是电场线上的两点,一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如下图 (2)所示,则以下说法中正确的是( ) A.A、B两点的电场强度是EA B.A、B两点的电势是φA>φB C.负电荷q在A、B两点的电势能大小是εA>εB D.此电场一定是负电荷形成的电场 解析: 由v-t图知,负电荷q做加速度增大的减速运动,故所受电场力变大,电场强度变大,EB>EA,A对,又因电场力的方向在 (1)图中向左,故电场线的方向为A→B,则φA>φB,B正确.又ε=qφ,对负电荷q,εA<εB,C错,根据电场线的方向和电场强度的特点知,此电场一定是负电荷形成的电场,D对. 答案: ABD 3.如下图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电荷量为10-6C的粒子在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了10-5J.已知A点的电势为-10V,则以下判断正确的是( ) A.粒子的运动轨迹如上图中的虚线1所示 B.粒子的运动轨迹如上图中的虚线2所示 C.B点电势为零 D.B点电势为-20V 解析: 根据题意分析得: 粒子只受到电场力,当它从A点运动到B点时动能减少了,说明它从A点运动到B点电场力做了负功,所以偏转的情况应该如轨迹1所示,因而选项B错误;根据电场力做功W=qU,电势差UAB= =-10V=φA-φB,得φB=0,故C正确.所以选A、C. 答案: AC 4.(2011·课标全国理综)一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( ) 解析: 做曲线运动的物体,速度的方向沿该点的切线方向,而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线,选项A错误;负电荷受力的方向与该点场强方向相反,并且轨迹曲线应向力的方向弯曲,选项C错误;质点从a到c减速,故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角,选项B错误而D正确. 答案: D 5.(2013·山东青岛一模)水平线上的O点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如右图所示.以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是( ) A.b、e两点的电场强度相同 B.a点电势低于c点电势 C.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差 D.电子沿圆周由d到b,电场力做正功 解析: 图中b、e两点电场强度的方向不同,选项A错;沿电场线方向电势降低,因ra>rc,故选项B对;因φc=φd,φb=φe,故选项C对;电场力做功与路径无关,因Udb>0,电子从d到b电场力做功Wdb=qUdb=-e·Udb<0,选项D错. 答案: BC 6.(2013·海南琼海一模)如下图所示,将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧,两球在空间形成了稳定的静电场,实线为电场线,虚线为等势线.A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称,则( ) A.A点和B点的电势相同 B.C点和D点的电场强度相同 C.正电荷从A点移至B点,电场力做的总功为正功 D.负电荷从C点移至D点,电势能增大 解析: 由题图可知,φA=φC=φD>φB,选项A错;C点和D点的电场强度大小相等,但方向不相同,选项B错;由WAB=qUAB可知,正电荷从A点移至B点,电场力做正功,选项C对;负电荷从C点移至D点,电场力不做功,电势能不变,选项D错. 答案: C 7.(2013·山东潍坊一模)如下图所示,在足够大的光滑绝缘水平面内有一带正电的点电荷a(图中未画出),与a带同种电荷的质点b仅在a的库仑力作用下,以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N点,到N点时速度大小为v,且v A.a电荷一定在虚线MP下方 B.b电荷在M点、N点的加速度大小可能相等 C.b电荷在M点的电势能小于在N点的电势能 D.b电荷从M点到N点的过程中,a电荷对其做的总功为负值 解析: 合外力应该指向轨迹的凹向,因a、b带同种电荷,故选项A对,由v 答案: ACD 8.(2013·山东淄博一模)如图,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F,使小球沿竖直 方向运动,在小球由静止到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时的速度为v,不计空气阻力,则上述过程中( ) A.小球的重力势能增加-W1 B.小球的电势能减少W2 C.小球的机械能增加W1+ mv2 D.小球与弹簧组成的系统机械能守恒 解析: 由功能关系可知,在小球由静止到离开弹簧的过程中,小球的重力势能增加-W1,小球的电势能减少W2,选项A、B正确,小球的机械能增加W2,小球与弹簧组成的系统机械能和电势能之和保持不变,选项C、D错误. 答案: AB 二、计算题(3×12′=36′) 9.A、B两个带电小球,A固定不动,B的质量为m,在库仑力作用下,B由静止开始运动.已知初始时,A、B间的距离为d,B的加速度为a,经过一段时间后,B的加速度为 ,此时A、B间距离应为多少? 已知此时B的速度为v,则此过程中电势能的减少量为多少? 解析: 依题意,当AB距离为d时,电场力F1=ma,设加速度为 时,A、B间距为x,则此时电场力为F2= ma,即F1=4F2.再由库仑定律知: F1= ,F2= ,则 = 解得x=2d.由于B由静止运动,最终速度达到v,所以B的动能变化量ΔEk= mv2.由能量守恒知电势能减少量为: ΔEp=ΔEk= mv2. 答案: 2d mv2 10.如图所示的装置是在竖直平面内放置光滑的绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,一带负电荷的小球从高h的A处静止开始下滑,沿轨道ABC运动后进入圆环内作圆周运动.已知小球所受到电场力是其重力的3/4,圆环半径为R,斜面倾角为θ=53°,SBC=2R.若使小球在圆环内能作完整的圆周运动,h至少为多少? 解析: 小球所受的重力和电场力都为恒力,故可两力等效为一个力F,如下图可知F=1.25mg,方向与竖直方向左偏下37°,从图中可知,能否作完整的圆周运动的临界点是能否通过D点,若恰好能通过D点,即达到D点时球与环的弹力恰好为零. 由圆周运动知识得F=m 即: 1.25mg=m 由动能定理有: mg(h-R-Rcos37°)- mg×(hcotθ+2R+Rsin37°)= mv 联立可求出此时的高度h=10R. 答案: h=10R 11.一匀强电场,场强方向是水平的(如下图),一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度的大小为v0,在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差. 解析: 设电场强度为E,小球带电量为q,因为小球做直线运动,它所受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线, 如上图所示.所以mg=qEtanθ 由此可知,小球做匀减速运动的加速度大小为a= 设从O点到最高点的位移为x,根据运动学公式有v =2ax 运动的水平位移为x′=xcosθ 从O点到最高点的过程中,电场力做负功,电势能增加,小球在最高点与O点的电势能之差为ΔEp=qEx′ 联立以上五式,解得ΔEp= mv cos2θ. 答案: mv cos2θ
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- 届高三 物理 复习 课时 作业 19
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