2019高中物理第二章電場與示波器2.2研究電場的能的性質(zhì)(一)練習(含分析)滬科選修312019高中物理第二章電場與示波器2.2研究電場的能的性質(zhì)(一)練習(含分析)滬科選修3113/13蒃PAGE13芃芅蒁荿蚇蚈薆莃2019高中物理第二章電場與示波器2.2研究電場的能的性質(zhì)(一)練習(含分析)滬科選修31

研究電場的能的性質(zhì)（一）

一、選擇題（一）

1.圖示是某電場中的一條直線,一電子從a點由靜止釋放,它將沿直線向b點運動,以下有關(guān)該電場

情況的判斷中,正確的選項是()

Ea必然小于EbEpa>EpbpapbE<E剖析:只有一條電場線,無法判斷該電場是不是勻強電場,也無法判斷電場強度Ea和Eb的大小關(guān)系,選項A、B錯誤;電子在電場力作用下從a運動到,電場力做正功,電勢能減小,選項C正確,選項Db錯誤。答案:C2.(多項選擇)以下說法中,正確的選項是()

A.當兩個正點電荷互相湊近時,它們之間的庫侖力增大,它們的電勢能也增大

B.當兩個負點電荷互相湊近時,它們之間的庫侖力增大,它們的電勢能也增大

C.一個正電荷與一個負點電荷互相湊近時,它們之間的庫侖力增大,它們的電勢能也增大

D.一個正點電荷與一個負點電荷互相湊近時,它們之間的庫侖力減小,它們的電勢能也減小

剖析:兩個同種電荷互相湊近時,距離減小,庫侖力增大,電場力做負功,電勢能增大,選項A、B正確;兩個異種電荷互相湊近時,距離減小,庫侖力增大,電場力做正功,電勢能減小,選項C、D錯誤。

答案:AB3.若是在某電場中將電荷量為5.0×10-4C的正電荷,僅在電場力作用下由A點移到B點,電場力做功為2.0×10-3J,則()B點的動能比在A點的動能小2-3J.0×10

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B.電荷在B點的電勢能比在-3A點的電勢能小2.0×10JC.A、B兩點間電勢差為-4VD.若在A、B兩點間搬動一個q=1.0×10-4C的負電荷,電場力將做×10-4J的功剖析:由A點移到B點,電場力做正功,動能增加,電勢能減少,選項A錯誤,選項B正確;A、B兩點間AB??×10-3-4C的負電荷,電場力做電勢差U=??=×10-4V=4V,選項C錯誤;在A、B兩點間搬動一個q=1.0×10功W=qU=1-.0×10-4××10-4J,選項D錯誤。答案:B

4.(多項選擇)一帶電小球在空中由A點運動到B點的過程中,受重力和電場力作用。若重力做功-3J,電場力做功1J,則小球的()A.重力勢能增加3JB.電勢能增加1JC.動能減少3JD.機械能增加1J剖析:重力做功-3J,則重力勢能增加3J,選項A正確;電場力做功1J,電勢能減少1J,選項B錯誤;合外力做功為-3J+1J=-2J,故動能減少2J,選項C錯誤;機械能的變化等于重力之外其他力做的功,即電場力做的功,為1J,因此機械能增加1J,選項D正確。答案:AD5.(多項選擇)以下列圖,空間有一勻強電場,電場方向與紙面平行。一電荷量為-q的粒子(重力不計),在恒力F的作用下沿虛線由M勻速運動到N。已知力F與M、N連線的夾角為θ,M、N兩點間的距離為d,則以下結(jié)論中正確的選項是()

A.M、N兩點的電勢差為????cos??

??

??cos??B.勻強電場的電場強度大小為??

C.帶電粒子由M運動到N的過程中,電勢能增加了Fdcosθ

D.若要使帶電粒子由N向M做勻速直線運動,則F必定反向

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剖析:粒子做勻速運動,電場力必與恒力F平衡,由M點運動到N點,電場力做功為W=-Fdcosθ,由電??????cos????勢差定義得UMN=-??=??,選項A正確;由粒子受力情況可知,電場強度E=??,選項B錯誤;電勢能增加量等于戰(zhàn)勝電場力做的功cos,選項C正確;粒子做勻速直線運動的條件是受力平衡,即由FdθN運動到M,受力不變,選項D錯誤。

答案:AC

6.以下列圖,一帶負電的粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中,在電場力作用下形成圖中所示

的運動軌跡。M和N是軌跡上的兩點,其中M點在軌跡的最右點。不計重力,以下表述中正確的選項是

()

A.粒子在M點的速率最大

粒子所受電場力沿電場方向

C.粒子在電場中的加速度不變

D.粒子在電場中的電勢能向來在增加

剖析:由題圖知該電場為勻強電場,因此帶電粒子碰到的電場力方向恒定,大小不變,因此選項C正確。由電荷運動軌跡與受力關(guān)系可判斷電荷受力向左,選項B錯誤。因此由N到M電場力對粒子做負功,其速度應(yīng)減小,選項A錯誤。電勢能在前段與后段變化情況不一樣樣,選項D錯誤。答案:C二、非選擇題（一）7.以下列圖,在電場強度為104N/C、方向水平向右的勻強電場中,用一根長1m的絕緣細桿E=L=(質(zhì)量不計)固定一個質(zhì)量為m=0.2kg、電荷量為q=5×10-6C、帶正電的小球。細桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將桿由水平川址A輕輕釋放,在小球運動到最低點B的過程中,電場力對小

球做功多少?小球電勢能如何變化?

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剖析:電場力做功與路徑?jīng)]關(guān)。在小球由A運動到最低點B的過程中,電場力對小球做的正功為

W=qEL=5×10-6×104×

電場力對小球做正功,小球電勢能減少,減少的電勢能為0.05J。

答案:0.05J電勢能減少

8.在370JRB22彩色顯像管中,陰極A與陽極B間的電勢差UAB=-22.5kV,電子從陰極至陽極加速,試

求電場力做的功,電子到達陽極的速度v。

剖析:在電子從陰極A到陽極B的過程中,有

WAB=qUAB

=(-1.6×10-19)×(-22.5×103)J

=3.6×10-15J

應(yīng)用動能定理得122AB2??????2××10-15v=√??=√×10-30m/s=8.9×107m/s。答案:3.6×10-15J8.9×107m/s三、選擇題（二）1.以下列圖,實線為方向不明的三條電場線,從電場中M點以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子,只在電場力作用下它們的運動軌跡如圖中虛線所示。以下說法正確的選項是()

A.a必然帶正電,b必然帶負電

B.a、b的速度一個將減小,一個將增大

C.a的加速度將減小,b的加速度將增大

D.兩個粒子的電勢能一個將增加,一個將減少

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剖析:由于三條電場線的方向不知,因此a、b兩個帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)無法判斷,但是電場力對、b兩個帶電粒子都做正功,因此、b的速度都將增大,兩個粒子的電勢能都將減少。由于電aa場線的疏密程度表示電場強度的大小,因此a的加速度將減小,b的加速度將增大。應(yīng)選項C正確。

答案:C

2.電荷量分別為+q、+q、-q的三個帶電小球,分別固定在邊長均為L的絕緣三角形框架的三個極點上,并置于電場強度為E的勻強電場中,以下列圖,若三角形繞穿過其中心O垂直于三角形所在平面

的軸逆時針轉(zhuǎn)過120°,則此過程中電場力做功為()

A.1EqLB.-1EqL22

C.EqLD.-EqL

剖析:電場力最右上角+q做功-EqL,電場力對底端+q做功1qEL,電場力對左上角-q做功-1EqL,因此電22

場力的總功為-EqL,選D。

答案:D

3.一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示,電場方向豎直向下。若不計空氣阻力,

則此帶電油滴從a運動到b的過程中,能量變化情況為()

動能減小

電勢能增加

C.動能和電勢能之和減小

D.重力勢能和電勢能之和增加

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剖析:由題圖所示的軌跡可知電場力大于重力,則從a到b,電場力做正功,電勢能減少;重力做負功,重力勢能增加。又電場力做的功大于戰(zhàn)勝重力做的功,因此動能增加,由動能定理可得電重=k,W-WE動能和電勢能之和減少,重力勢能和電勢能之和減少,因此選項C正確。答案:C4.一個帶正電的質(zhì)點,電荷量20×10-9C,它在靜電場中由a點移到b點。在這個過程中,除電場q=.力外,其他力做的功為6.0×10-5J,質(zhì)點的動能增加了-5J,則a、b兩點的電勢差ab8.0×10U為()×104V×104V×104V×104V剖析:由動能定理得WF+qUab=Ek??k-????×10-5×10-54abV110V。U=??=×10-9×=答案:B

四、非選擇題（二）

5.以下列圖的勻強電場中,有A、B、C三點,AB=5cm,BC=12cm,其中AB沿電場方向,BC和電場線方向成60°角,一個電荷量為q=4×10-8C的正電荷從A移到B電場力做功為W1=1.2×10-7J,求:

勻強電場的電場強度E;

電荷從B移到C,電場力做的功W2;

A、C兩點間的電勢差UAC。

剖析:由于電場力做功W=qU與路徑?jīng)]關(guān),只與初、末地址間的電勢差有關(guān),故可依照已知的電場力

做功先求電勢差,再依照勻強電場中場強與電勢差的關(guān)系確定場強E。反之亦然。

設(shè)A、B兩點間距離為d,有

1·d①W=qE

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由①式得E=??=×10-71-8-2V/m=60V/m。????4×10×5×10

設(shè)B、C兩點沿場強方向距離為d1,有

d1=BC·cos60°②

W2=qE·d1③

由②③式得W2=qE·BC·cos60°

=4×10-8×60×12×10-2×0.5J

×10-7J。

設(shè)電荷從A移到C電場力做功為W,有

W=W+W④12W=qUAC⑤由④⑤式得??1+??2=×10-7×10-7×10-7UAC=??4×10-8V=-8。4×10答案:(1)60V/m×10-7J6.真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強電場。在電場中,若將一個質(zhì)量為、帶正電的m小球由靜止釋放,運動中小球的速度與豎直方向的夾角為37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)?，F(xiàn)將該小球從電場中某點以初速度v0豎直向上拋出。求運動過程中:

小球碰到的電場力的大小及方向。

小球從拋出點至最高點的電勢能變化量。

剖析:依照題設(shè)條件,電場力大小為

3FE=mgtan37°=4mg

電場力的方向水平向右