1、定時檢測二 電場能的性質(zhì),1.(2009山東20)如圖1所示,在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對稱的兩 點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q,x軸上的P點(diǎn)位于-Q的 右側(cè).下列判斷正確的是 ( ) 圖1 A.在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同 B.在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同 C.若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電勢能增大 D.若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電勢能減小,1,解析 P點(diǎn)場強(qiáng)方向沿x軸的負(fù)方向,在x軸上+Q的左側(cè),還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同,該點(diǎn)與P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯誤.由于O點(diǎn)電勢高于P點(diǎn)電勢,將試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)的過程中,電勢能增大,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯誤

2、. 答案 AC,2,2.(2009廣東6)如圖2所示,在一個粗糙水平面上,彼此靠 近地放置兩個帶同種電荷的小物塊.由靜止釋放后,兩個物 塊向相反方向運(yùn)動,并最終停止.在物塊的運(yùn)動過程中,下列 表述正確的是 ( ) 圖2 A.兩個物塊的電勢能逐漸減少 B.物塊受到的庫侖力不做功 C.兩個物塊的機(jī)械能守恒 D.物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力,3,解析 兩物塊之間的庫侖力對兩物塊均做正功,電勢能減少,A對,B錯;兩物塊的重力勢能不變,動能先增后減,故機(jī)械能不守恒,C錯;物塊先加速后減速,故庫侖力先大于摩擦力,但隨著距離的增大,庫侖力逐漸減小,故后階段摩擦力大于庫侖力,D錯. 答案 A,4,3

3、.(2009江蘇8)空間某一靜電場的電勢 在x軸上分布如 圖3所示,x軸上兩點(diǎn)B、C的電場強(qiáng)度在x方向上的分量分別 是EBx、ECx,下列說法中正確的有 ( ) 圖3 A.EBx的大小大于ECx的大小 B.EBx的方向沿x軸正方向 C.電荷在O點(diǎn)受到的電場力在x方向上的分量最大 D.負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中,電場力先做正功,后做 負(fù)功,5,解析 由圖象可知,B處電勢沿x軸方向變化比C處快,故EBxECx,A對;在O點(diǎn)左側(cè)沿x軸的負(fù)方向電勢降低,故EBx方向沿x軸負(fù)方向,B錯;由于在O處沿x軸方向上電勢 的變化率為零,故C錯;沿x軸從B到C的過程中電勢先升高再降低,對于負(fù)電荷來說,電勢能先

4、減小再增大,即電場力先做正功后做負(fù)功,D對. 答案 AD,6,4.(2009寧夏18)空間有一勻強(qiáng)電場,在電場中建立如圖4所 示的直角坐標(biāo)系O-xyz,M、N、P為電場中的三個點(diǎn),M點(diǎn)的坐 標(biāo)為(0,a,0),N點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,0,0),P點(diǎn)的坐標(biāo)為(a, , ). 已知電場方向平行于直線MN,M點(diǎn)電勢為0,N點(diǎn)電勢為1 V,則 P點(diǎn)的電勢為 ( ) 圖4,7,解析 由題意可知勻強(qiáng)電場方向沿MN直線且由N指向M.過P點(diǎn)作直線MN的垂面,交點(diǎn)為Q,則Q與P點(diǎn)等電勢.所以Q點(diǎn)電勢 ,D正確. 答案 D,8,5.(2009浙江20)空間存在勻強(qiáng)電場,有一電荷量q(q0)、 質(zhì)量m的粒子從O點(diǎn)以速率v

5、0射入電場,運(yùn)動到A點(diǎn)時速率為 2v0.現(xiàn)有另一電荷為-q、質(zhì)量為m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn) 射入該電場,運(yùn)動到B點(diǎn)時速率為3v0.若忽略重力的影響,則 ( ) A.在O、A、B三點(diǎn)中,B點(diǎn)電勢最高 B.在O、A、B三點(diǎn)中,A點(diǎn)電勢最高 C.OA間的電勢差比BO間的電勢差大 D.OA間的電勢差比BA間的電勢差小 解析 根據(jù)電場力對正電荷做正功可得順著電場線運(yùn)動,電 勢降低,而對負(fù)電荷同樣做正功,電勢升高,A對;根據(jù)動能定 理可以得O到A做的功小于O到B的,故C錯,D正確.,AD,9,6.(2009安徽18)在光滑的絕緣水平面上,有一個正方形 abcd,頂點(diǎn)a、c分別固定一個正點(diǎn)電荷,電荷量相

6、等,如圖5所 示.若將一個帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn),自由釋放,粒子將沿著對 角線bd往復(fù)運(yùn)動.粒子從b點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的過程中 ( ) 圖5 A.先做勻加速運(yùn)動,后做勻減速運(yùn)動 B.先從高電勢到低電勢,后從低電勢到高電勢 C.電勢能與機(jī)械能之和先增大,后減小 D.電勢能先減小,后增大,10,解析 a、c兩點(diǎn)固定相同的正點(diǎn)電荷,則bd為等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線,由電場線分布情況可知帶電粒子不可能做勻加速或勻減速運(yùn)動,故A錯;等量同種電荷連線的中點(diǎn)電勢最高,帶負(fù)電的粒子從b點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的過程中,先從低電勢到高電勢,再從高電勢到低電勢,故B錯誤;帶電粒子從b到d運(yùn)動過程中所受電場力先由b指向d,后由d指向

7、b,所以電場力先做正功后做負(fù)功,因此電勢能先減小,后增大,故C錯誤;只有電場力做功,電勢能與機(jī)械能的和保持不變,故選項(xiàng)D正確. 答案 D,11,7.(2009全國18)如圖6所示,一電場的電場線分布關(guān)于y軸 (沿豎直方向)對稱,O、M、N是y軸上的三個點(diǎn),且OM=MN.P 點(diǎn)在y軸右側(cè),MPON.則 ( ) 圖6 A.M點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢高 B.將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動到P點(diǎn),電場力做正功 C.M、N兩點(diǎn)間的電勢差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢差 D.在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動,12,解析 根據(jù)等勢線與電場線的關(guān)系,分別作出過M點(diǎn)和P點(diǎn)的等勢線,M與P不在一條等勢線上,因沿電場線

8、方向電勢降低,所以M點(diǎn)的電勢高于P點(diǎn)的電勢,即選項(xiàng)A正確.O點(diǎn)電勢高于P點(diǎn)電勢,移動負(fù)電荷由O點(diǎn)移動到P點(diǎn),電場力做負(fù)功,故選項(xiàng)B錯誤.從O到N電場線越來越稀,表明從O到N電場強(qiáng)度越來越小,而OM=MN,所以M、N兩點(diǎn)間的電勢差低于O、M兩點(diǎn)間的電勢差,故C選項(xiàng)錯誤.電場強(qiáng)度的方向沿y軸的正方向,從O點(diǎn)釋放一靜止的帶正電粒子,所受電場力的方向沿y軸正方向,因此帶電粒子將沿y軸正方向做直線運(yùn)動,故D對. 答案 AD,13,8.(2008北京19)在如圖7所示的空間中,存 在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,同時存在沿x軸負(fù)方 向、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.一質(zhì)子(電荷 量為e)在該空間恰沿y軸正方向以速度v勻

9、速運(yùn)動.據(jù)此可以 判斷出 ( ) A.質(zhì)子所受電場力大小等于eE,運(yùn)動中電勢能減小;沿z軸正 方向電勢升高 B.質(zhì)子所受電場力大小等于eE,運(yùn)動中電勢能增大;沿z軸正 方向電勢降低 C.質(zhì)子所受電場力大小等于evB,運(yùn)動中電勢能不變;沿z軸 正方向電勢升高 D.質(zhì)子所受電場力大小等于evB,運(yùn)動中電勢能不變;沿z軸 正方向電勢降低,圖7,14,解析 質(zhì)子沿y軸正方向做勻速直線運(yùn)動,其受力如 右圖所示,由平衡條件知F電=evB,由于F電始終與v垂 直,故W電=0,由W電=Ep知質(zhì)子運(yùn)動過程中電勢能不 變;質(zhì)子所受電場力方向沿z軸負(fù)方向.故勻強(qiáng)電場的 場強(qiáng)方向沿z軸負(fù)方向,由沿電場線方向電勢越來越

10、低知,沿z軸正方向電勢升高.綜上所述選項(xiàng)C正確,A、B、D錯誤. 答案 C,15,9.(2008海南5)質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸 克”組成的.兩個強(qiáng)作用荷相反(類似于正負(fù)電荷)的夸克在 距離很近時幾乎沒有相互作用(稱為“漸近自由”);在距離 較遠(yuǎn)時,它們之間就會出現(xiàn)很強(qiáng)的引力(導(dǎo)致所謂“夸克禁 閉”).作為一個簡單的模型,設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作 用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為 式中F0為大于零的常量,負(fù)號表示引力.用U表示夸克間的勢 能,令U0=F0(r2-r1),取無窮遠(yuǎn)為零勢能點(diǎn).下列U-r圖示中正 確的是 ( ),16,解析 由于在無窮遠(yuǎn)處勢能為零,在r1rr2之間表現(xiàn)

11、為引力,靠近時,引力做正功,電勢能減少,距離在0rr1間F=0,勢能不變.所以B正確. 答案 B,17,10.勻強(qiáng)電場中的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一邊長為 a的等邊三角形,如圖8所示,場強(qiáng)方向平行 于紙面.具有初速度的電子在電場力作用下 從B到A動能減少E0,質(zhì)子在電場力作用下從 C到A動能增加E0,求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng).(重力 不計) 解析 根據(jù)動能定理得電子從B到A過程中 -eUBA=-E0,UBA= 質(zhì)子從C到A過程中 eUCA=E0,UCA= ,圖8,18,由可知B、C兩點(diǎn)電勢相等且大于 A點(diǎn)電勢,即 因?yàn)殡妶鰹閯?強(qiáng)電場,所以BC連線為等勢面(如圖中 虛線),與BC垂直為電場線(如圖中實(shí) 線)

12、,所以 ,方向垂直BC指向A.,答案 方向垂直BC指向A,19,11.如圖9所示,傾角為的斜面處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中,在 斜面上某點(diǎn)以初速度為v0水平拋出一個質(zhì)量為m的帶正電小球, 小球在電場中受到的電場力與小球所受的重力相等,地球表面 重力加速度為g,設(shè)斜面足夠長.問: (1)小球經(jīng)多長時間落到斜面? (2)從水平拋出至落到斜面的過程中, 小球的電勢能如何變化?變化了多少?,圖9,20,解析 (1)由題意分析,小球受力如右圖所示. 小球在空中的運(yùn)動可分解為:水平方向的初速度為v0的勻速直線運(yùn)動及豎直方向初速度為零,加速度為2g勻加速運(yùn)動. 小球落至斜面時:x=v0t (2)小球向下運(yùn)動過程

13、中電場力做正功,故電勢能減小.由電場力做功與電勢能變化關(guān)系可知 E=Eqy 由得E=mv02tan2,21,答案 (2)電勢能減小 變化了mv02tan2,12.如圖10所示,光滑絕緣水平臺距水平地面高h(yuǎn)=0.80 m,地面 與豎直絕緣光滑圓形軌道在A點(diǎn)連接,A點(diǎn)距豎直墻壁s= 0.60 m,整個裝置位于水平向右的勻強(qiáng)電場中.現(xiàn)將質(zhì)量為 m=0.1 kg、電荷量為q=110-3 C的帶正電荷的小球(可視為 質(zhì)點(diǎn)),從平臺上的端點(diǎn)N由靜止釋放,離開平臺N點(diǎn)后恰好切 入半徑為R=0.4 m的絕緣光滑圓形軌道,并沿圓形軌道運(yùn)動到 P點(diǎn)射出.圖中O點(diǎn)是圓軌道的圓心,B、C分別是圓形軌道的 最低點(diǎn)和最高點(diǎn),AO與BO之間夾角為 53,取 g = 10 m/s2, sin37=0.6,cos 37=0.8,求:,22,圖10,(1)電場強(qiáng)度E的大小. (2)運(yùn)動過程中,小球的最大速度(結(jié)果可以保留根號). (3)小球?qū)壍赖淖钚毫?,23,解析 (1)由運(yùn)動的分解: t1=0.4