1、6-2电场能的性质 一、选择题1(2011深圳模拟)一电子仅受电场力作用，从高电势处移动到低电势处，则()A电场力对电子做正功B电子的电势能减少C电子的动能减小D电子的动能和电势能的总和保持不变答案CD解析一电子仅受电场力作用，从高电势处移动到低电势处，则电场力对电子做负功，电子的电势能增加，电子的动能减少，但是电子的动能和电势能的总和保持不变答案为CD.2(2011宁波模拟)如图所示，有一重力不计带正电的粒子q进入一个正点电荷Q的电场中，虚线MN是粒子运动的轨迹，实线EF是一条电场线，下列说法正确的是()AM点的电场强度大于N点的电场强度BM点的电势低于N点的电势C粒子在M点的动能等于在N点
2、的动能D料子在M点的电势能小于在N点的电势能答案A解析q受力方向向右，电场方向也向右，左端为场源电荷Q，M点场强大，故A正确沿电场线电势降低，MN，故B错误粒子从M到N，电场力做正功，动能增加，电势能减小， 故C、D错误3(2011南京二模)一个电荷量为106C的负电荷从电场中A点移动到B点，电场力要做功2106J，从C点移动到D点要克服电场力做功7106J，若已知C点比B点电势高3V，且A、B、C、D四点在同一条电场线上，则下列图中正确的是()答案C解析已知C点比B点电势高3V，UCB3V，电场力做功WqU，此公式适用于任何电场电场力做功与路径无关，由起始和末位置的电势差决定通过计算可得UB
3、A2V，UBD4V，UCD7V，可见电势由高到低的点是C、B、A、D.答案为C.4.(2011南昌模拟)电荷量分别为q、q和q的三个带电小球，固定在边长均为a的绝缘三角形框架的三个顶点处，并置于场强为E的匀强电场中，场强方向与框架在同一平面内，如图所示若此三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴顺时针转过120，则在此过程中电场力做功的大小为()A0BqEaC2qEaD.qEa答案C解析三角形顺时针转过120，此时带电小球正好顺时针方向互换位置，电场力对三个小球均做负功，即WEq2Eqa2Eqa，电场力做功的大小为2Eqa，C正确5(2011北京东城示范校模拟)如图所示的匀强电场E的区域内
4、，由A、B、C、D、A 、B、C、D作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直下列说法中正确的是()AAD两点间的电势差UAD与AA两点间电势差UAA相等B带正电的粒子从A点沿路径ADD移到D点，电场力做正功C带负电的粒子从A点沿路径ADD移到D点，电势能减小D带电的粒子从A点移到C点，沿对角线AC与沿路径ABBC电场力做功相同答案BD解析在匀强电场中因AD垂直于电场线方向，则AD，UAD0，而UAA0，故A错；因DD，则从ADD移动带正电的粒子电场力做正功，B对；从ADD移动负电荷，电场力做负功，电势能增加，C错；电场力做功与路径无关，只与两点间电势差有关，故D正确6(2011诸城模
5、拟)如图所示，一簇电场线关于y轴对称分布，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的同一圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则()AM点的电势比P点的电势高BOM间的电势差等于NO间的电势差C一正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能D将一负电荷由M点移到P点，电场力做正功答案CD解析这是点电荷的电场线，以点电荷为圆心画圆，P点的圆周比M点的圆周小，沿电场线电势降落，M点的电势比P点的电势低，故A错；据UEd，OM间的电势差小于NO间的电势差， 故B错O点的电势大于Q点的电势，正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能，故C正确； M点的电势比P点的电势低，将一负电荷由M点移到
6、P点，电场力做正功，故D正确7(2011黄冈模拟)一正电荷处于电场中，在只受电场力作用下从A点沿直线运动到B点，其速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法中正确的是()AA处的场强一定大于B处的场强BA处的电势一定低于B处的电势C正电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能D由A至B的过程中，电场力一定对正电荷做负功答案AC解析由题图知正电荷在做加速度越来越小的加速运动，说明电场越来越弱， EAEB，故A正确正电荷受力AB，说明电场线的方向为：AB，AB，故B错误；电荷由A至B的过程中，速度增加，电场力一定对正电荷做正功，电势能减少，AB，故C正确；电荷
7、由A至B的过程中，速度增加，据动能定理，电场力一定对正电荷做正功， 故D错误8(2011郑州模拟)如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则以下判断正确的是()A金属块带负电荷B金属块克服电场力做功8JC金属块的电势能减少4JD金属块的机械能减少12J答案D解析金属块滑下的过程中动能增加了12J，由动能定理知合外力做功12J，其中包括重力、摩擦力和电场力做功，摩擦力做功Wf8J，重力做功WG24J，所以可得电场力做功WF4J，电场力做负功，金属块带正电，电势能增加了4J，选
8、项A、B、C错误；由功能关系可知，机械能的变化EWfWF12J，即机械能减少12J，选项D正确二、非选择题9.如图所示，把电量为5109C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能_(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若A点的电势UA15V，B点的电势UB10V，则此过程中电场力做的功为_J.答案增大2.5108解析负电荷受的电场力方向逆着电场线的方向，电荷从A点移到B点的过程中，电场力对其做负功，电势能增大；电场力做功WABqUAB(5109)(1510)J2.5108J.10雷雨天的闪电是雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场大到一定程度时，空气被击穿形成的假设两带电的云团某一时刻相距500m发
9、生闪电，两云团间的电场可看做场强为2106N/C的匀强电场，则此时两云团间的电势差为_V假设闪电持续时间为0.2s，形成的电流大小约为300A，则在这次闪电中释放的电能约为_J.答案10961010解析云团间的电势差UEd109V，释放的电能E电能UIt61010J.11.一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中开始时，将细线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时，小球到达B点速度恰好为零试求：(1)A、B两点的电势差UAB；(2)匀强电场的场强大小；(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小答
10、案(1)mgL/2q(2)mg/q(3)mg解析(1)小球由AB过程中，由动能定理：mgLsin60qUAB0所以UABmgL/(2q)(2)Emg/q(3)小球在AB间摆动，由对称性知，B处细线拉力与A处细线拉力相等，而在A处，由水平方向平衡有TAEqmg所以TBTAmg或在B处，沿细线方向合力为零，有TBEqcos60mgcos30mg12(2011菏泽模拟)如图所示，一个带电荷量为q的油滴，从O点以速度v射入匀强电场中，v的方向与电场方向成角已知油滴的质量为m，测得油滴到达运动轨迹的最高点N时，它的速度大小仍为v.求：(1)最高点与O点的竖直高度；(2)最高点处与O点的电势差UNO；(3
11、)电场强度E.答案(1)(2)(3)或解析(1)在竖直方向上：(vsin)22ghh(2)从O到N，由动能定理得：UNOqmgh0UNO(3)竖直方向上：vsingt设水平方向油滴运动加速度为a，则vvcosatEqma解得E或E13(2011沪州模拟)如图所示，在一绝缘的水平桌面上，用一长为2L的绝缘轻杆连接两质量均为m的带电小球A和B，两球与水平面间的动摩擦因数均为.A球的带电量为2q，B球的带电量为3q，开始时杆的中垂线与虚线MP重合，NQ与MP平行且相距4L ，最初A和B分别静止于MP的两侧，距MP的距离均为L，A球距NQ的距离为3L.若视小球为质点，不计轻杆的质量，在MP、NQ间加上
12、水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，设最大摩擦力等于同等条件下的滑动摩擦力，求：(1)B球第一次进入电场时的速度大小(2)最后稳定时，A球最后停在何处？A球所处初末位置间的电势差U为多大？(3)整个过程中，因摩擦而产生的内能Q及系统减小的电势能E.答案(1)(2)MP右侧到MP的距离为L，(3)qEL解析(1)设B球第一次进入电场时的速度为v1，由动能定理有：2qEL2mgL2mv又，可得：v1(2)若0，当A球运动至电场右边界NQ处时电场力做的总功为：2qELqE2L0，即当A球运动至NQ处时，两球速度刚好为零故时，系统速度第一次为零时， A球仍在电场中设B球在距MP距离为x处速度第一次为零，据动能定理有：2qEL2mgLqEx2mgx0又， 联立以上各式可得：x此时系统所受电场力合力大小为qE2mgqE，所以系统速度第一次为零之后停止运动，则A球最后停在MP右侧到MP的距离为x则A球所处初末位置间的电势差UE(xL)，可得：U(3)整个过程克服摩擦力做的功为：W2mg(Lx)qE (LL)qEL即QqEL由能量守恒定律可知，减小的电势能与产生的内能相等，则：EQqEL
