1、高考资源网（） 您身边的高考专家习题课:电场能的性质的理解与应用课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示,现将一个带负电的试探电荷先从图中的a点沿直线移动到b点,再从b点沿直线移动到c点,则试探电荷在此全过程中()A.所受静电力的方向不变B.所受静电力的大小恒定C.电势能一直减小D.电势能先不变后减小解析ab线是等量异种点电荷电场的等势线,而ab和bc上合电场的电场强度方向都是垂直ab线向下的,试探电荷在ab过程中静电力方向始终竖直向上,与在c点相同,A对;沿ab方向越靠近两点电荷的连线,电场线越密,电场强度越大,所受静电力越大,B错;从ab静电力不做功,从bc静
2、电力做正功,电势能先不变后减小,C错,D对。答案AD2.(多选)如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧。对矿粉分离的过程,下列表述正确的有()A.带正电的矿粉落在右侧B.静电力对矿粉做正功C.带负电的矿粉电势能变大D.带正电的矿粉电势能变小解析由题图可知,电场方向水平向左,带正电的矿粉所受静电力方向与电场方向相同,所以落在左侧;带负电的矿粉所受静电力方向与电场方向相反,所以落在右侧,选项A错误。无论矿粉所带电性如何,矿粉均向所受静电力方向偏转,静电力均做正功,选项B正确。电势能均减少,选项C错误,选项D正确。答案BD3.一带电粒子沿图中曲
3、线穿过一匀强电场中的等势面,且四个等势面的电势关系满足abcd,若不计粒子所受重力,则()A.粒子一定带正电B.粒子的运动是匀变速运动C.粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大D.粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大解析由于abcd,所以电场线垂直于等势面由a指向d,根据电荷运动规律可知其受力由d指向a,即该粒子带负电,从A点到B点的运动过程中,粒子的动能增大,电势能减小。答案B4.(多选)如图所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则()A.带电粒子带负电B.a、b两点间的电势差Uab=m
4、ghqC.b点电场强度大于a点电场强度D.a点电场强度大于b点电场强度解析带电粒子由a到b的过程中,重力做正功,而粒子运动到b点时动能没有增大,说明静电力做负功。根据动能定理有:mgh-qUab=0,解得a、b两点间电势差为Uab=mghq。因为a点电势高于b点电势,Uab0,所以粒子带负电,选项A、B正确。带电粒子由a运动到b过程中,在重力和静电力的共同作用下,先加速运动后减速运动。因为重力为恒力,所以静电力为变力且b点电场强度大于a点电场强度。选项C正确,D错误。答案ABC5.(多选)如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,实线为一带正电的质点仅在静电力的作用下通过该区域时的运动轨
5、迹,P、Q为这条轨迹上先后经过的两个点,由此可知()A.三个等势面中,a电势最高B.质点在Q点时,加速度较大C.带电质点通过P点时动能较大D.质点通过Q时电势能较小解析 根据等势线与电场线的关系,可知电场线必处处与等势线垂直;由带正电质点的轨迹的弯曲方向,可知电场线方向如图所示。由图可知,电场强度EQEP,电势cba,EpQEpP。因此A、D错误,B正确。由能量守恒可知,当质点通过P点时,动能较大,所以C正确。答案BC6.如图所示,虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面,已知a、b两点在同一等势面上,c、d两点在另一个等势面上,甲、乙两个带电粒子以相同的速率,沿不同的方向从同一点a射入电场,在电
6、场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动,则()A.两粒子所带的电荷为同种电荷B.甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过d点时的速度C.两个粒子的电势能都是先减小后增大D.经过b点时,两粒子的电势能相等解析根据曲线运动时,质点所受的合力指向轨迹的内侧可知,甲受到引力,乙受到斥力,则甲与Q是异种电荷,而乙与Q是同种电荷,故两粒子所带的电荷为异种电荷,故A错误;甲粒子从a到c过程,静电力做正功,动能增加,而乙从a到d过程,静电力做负功,动能减小,两粒子初动能相等,则知甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过d点时的速度,故B正确;甲粒子从a到b过程,静电力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,静电力对
7、乙粒子先做负功后做正功,电势能先增大后减小,故C错误;经过b点时,两粒子的电势相等,而电荷量关系未知,不能确定电势能的关系,故D错误。答案B能力提升1.如图所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为M、N、P、Q。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,静电力所做的负功相等,则()A.直线a位于某一等势面内,MQB.直线c位于某一等势面内,MNC.若电子由M点运动到Q点,静电力做正功D.若电子由P点运动到Q点,静电力做负功解析电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,静电力做的负功相等,则电势能增加量相等,电势降低相等,N、P两点的电势
8、相等,直线d位于某一等势面内,根据匀强电场的等势面分布情况知,直线a不是位于同一等势面内,直线c位于某一等势面内,且MN,故A错误,B正确。直线c位于某一等势面内,则M、Q的电势相等,若电子由M点运动到Q点,则静电力不做功,故C错误。电子由P点运动到Q点与电子由P点运动到M点静电力做功相等,所以静电力做正功,故D错误。答案B2.(多选)如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是()A.粒子从a到b过程中动能逐渐减小B.负点电荷一定位于M点左侧C.粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能D.
9、粒子在a点的加速度小于在b点的加速度解析在虚线和电场线的交点处画出此位置的速度方向,再由轨迹的弯曲方向可判断出带正电的粒子受到的静电力方向由M指向N,故负点电荷的位置在N点的右侧,B错误。离负点电荷越近,带正电的粒子受到的静电力越大,加速度越大,D正确。从a到b,静电力做正功,粒子的动能变大,电势能变小,A错误,C正确。答案CD3.如图所示,真空中直线MN上固定电荷量分别为-9Q和+Q的两个点电荷A、B,两者相距为L,在同一平面内,以B为圆心、L2为半径画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、b在MN直线上,c、d两点连线垂直于MN。一电荷量为+q的试探电荷C在圆周上运动,则下列判断错误的是
10、()A.电荷C在a处所受到的静电力最大B.电荷C在a处的电势能最大C.电荷C在b处的电势能最大D.电荷C在c、d两处的电势能相等解析在a、b、c、d四点,B对C的静电力大小相等,在a点,A对C的静电力最大,而且方向与B对C的静电力方向相同,根据矢量合成可知,C在a处所受到的静电力最大,故A正确;a、b、c、d四点在以点电荷B为圆心的圆上,由B产生的电场在a、b、c、d四点的电势是相等的,所以a、b、c、d四点的总电势大小关系可以通过A产生的电场的电势确定,根据沿着电场线方向电势降低可知,b点电势最高,c、d两点电势相等,a点电势最低,根据正电荷在电势高处电势能大,可知C在a处的电势能最小,在b
11、处的电势能最大,在c、d两处的电势能相等,故B错误,C、D正确。答案B4.如图所示的电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为d,各平面电势已在图中标出,现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45角斜向上射入电场,要使小球做直线运动,求:(1)小球应带何种电荷及其电荷量。(2)小球受到的合外力的大小。(3)在入射方向上小球运动的最大位移xm。(电场足够大)解析(1)作电场线如图(a)所示。由题意知,只有小球受到向左的静电力,静电力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上,如图(b)所示。只有当F合与v0在一条直线上才可能使小球做直线运动,所以小球带正电,小球沿v0方向做匀减速运动。由图(b)知qE=mg,相邻等势面间的电势差为U,所以E=Ud,所以q=mgE=mgdU。(2)由图(b)知,F合=(qE)2+(mg)2=2mg。(3)由动能定理得-F合xm=0-12mv02所以xm=mv0222mg=2v024g。答案(1)正电荷mgdU(2)2mg(3)2v024g- 5 - 版权所有高考资源网