1、第二节电场的能的性质一、选择题1(2010年高考天津理综卷)在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则()Ab点的电场强度一定比a点大B电场线方向一定从b指向aCb点的电势一定比a点高D该电荷的动能一定减小解析：选C.电场力做负功，该电荷电势能增加正电荷在电势高处电势能较大，C正确电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负由动能定理可知，动能不一定减小，D错电势高低与场强大小无必然联系，A错b点电势高于a点，但a、b可能不在同一条电场线上，B错2图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹粒子先经过M点，再经过N点，可以判定()AM点的电势大于N
2、点的电势BM点的电势小于N点的电势C粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力解析：选AD.沿电场线的方向电势降低，所以MN，选项A对，B错；电场线越密的地方电场强度越大，同一粒子所受电场力越大，所以选项C错，D对3(2011年伊春模拟)如图所示，a、b是竖直方向上同一电场线上的两点，一带负电的质点在a点由静止释放，到达b点时速度最大，则()Aa点电势高于b点电势Ba点的场强大于b点的场强C质点从a点运动到b点的过程中电势能增加D质点在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力解析：选B.负电荷所受电场力向上，所以电场线方向向下，A错；a点电场力大于
3、重力，b点电场力等于重力，B对，D错；质点从a点运动到b点的过程中电场力做正功，电势能减小，C错4(2011年福建泉州调研)如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45，则下列结论中不正确的是()A此液滴带负电荷B合外力对液滴做的总功等于零C液滴做匀加速直线运动D液滴的电势能减少解析：选B.由题可知，带电液滴只受重力和电场力作用，合力沿bd方向，液滴匀加速运动，C正确；合力做正功，B不正确；电场力方向向右，故液滴带负电荷，A正确；电场力做正功，所以电势能减少，D正确5一正电荷在电场中仅受电场力作用，从A点运动到B点，速
4、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处的场强一定小于B处的场强BA处的电势一定低于B处的电势C电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能D从A到B的过程中，电场力对电荷做正功解析：选B.由图象知A处的加速度大于B处的加速度，A处的场强一定大于B处的场强，A错由功能关系及动能和电势能之和守恒知B正确，C、D错6(2010年高考安徽理综卷)如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E100 V/m，则O、P两点的电势差
5、可表示为()AUOP10sin (V)BUOP10sin (V)CUOP10cos (V)DUOP10cos (V)解析：选A.由于电场强度方向向下，据题意可知UOP0，则UOPERsin 1000.1sin (V)10sin (V)，故正确答案为A.7(2010年高考江苏物理卷)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示下列说法中正确的是()AO点的电势最低Bx2点的电势最高Cx1和x1两点的电势相等Dx1和x3两点的电势相等解析：选C.由题图知，O点两侧电场强度方向相反，因电场强度的方向沿x轴，故O点可能电势最低，也可能电势最高，A选项不正确；x1、x2、x3三点在同
6、一电场线上，由沿电场线方向电势逐渐降低可知，无论O点右侧电场强度沿x轴向右还是向左，x2点电势都不是最高，x1、x3两点的电势也不相等，故B、D不正确；由题图知，电场强度在O点两侧对称，故x1、x1两点电势相等，C正确8(2011年洛阳高三质检)如图所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处有一个点电荷现从b、c之间一点P以相同的速率发射两个带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N点，M、N两点都处于圆周c上，以下判断正确的是()A到达M、N时两粒子速率仍相等B到达M、N时两粒子速率vMvNC到达M、N时两粒子的电势能相等D两个粒子的电势能都是先减小后增大解析：选B.从粒子的运动轨迹可看出电场对
7、到达M点的粒子做正功，对到达N点的粒子做负功，再根据动能定理可知，A错误，B正确；M、N两点电势相等，但带电粒子的电性不同，到达M、N两点时两粒子的电势能不同，C错误；到达M点的粒子其电势能先增大后减小，而到达N点的粒子其电势能先减小后增大，D错误9(2011年广州毕业班综合测试)如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6109 C的正电荷从A经B、C到达D点从A到D，电场力对电荷做的功为()A4.8108 JB4.8108 JC8.0108 JD8.0108 J解析：选B.电场力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起始位置有关从A到D，电场力对电荷做的功为WUADq(AD)q(4010
8、)1.6109 J4.8108 J，A、C、D错误，B正确10(2011年皖南八校联考)一匀强电场，场强方向是水平的(如图所示)，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角做直线运动设小球在O点的电势能为零，则小球运动到最高点时的电势能为()A.mvB.mvsin2C.mvtan2 D.mvcos2解析：选D.由题意可知，小球所受合力为F，设最高点到O点距离为s，则由动能定理可得 smv，由能量守恒可得小球在最高点的电势能Emvmgssin，联立两式解得Emvcos2，D正确二、计算题11(2011年北京海淀高三模拟)如图所示，
9、水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E4.0102 N/C、水平向左的匀强电场一个质量m0.10 kg、带电荷量q5.0105 C的滑块(可视为质点)，从轨道上与挡板相距x10.20 m的P点由静止释放，滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动，运动到与挡板相距x20.10 m的Q点，滑块第一次速度减为零若滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变，求：(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小；(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功；(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能解析：(1)设滑块沿轨道向左做匀
10、加速运动的加速度为a此过程滑块所受合外力FqE2.0102 N根据牛顿第二定律Fma，解得a0.20 m/s2.(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功W1qEx14.0103 J.(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功即EqE(x1x2)2.0103 J.答案：(1)0.20 m/s2(2)4.0103 J(3)2.0103 J12如图所示，固定在水平地面上的绝缘平板置于匀强电场中，电场方向与平板平行在绝缘平板上，放置一个带负电的物体(可视为质点)，物体与平板间的动摩擦因数为0.5.现让物体以10 m/s的初速度平行于电场方向运动
11、，物体沿电场方向运动的最远距离为4 m已知物体所受电场力大于其最大静摩擦力，平板足够大，规定物体在出发点时的电势能为零，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)物体所受电场力与其所受重力的比值；(2)物体在离出发点多远处动能与电势能相等？解析：(1)设物体带电荷量为q，运动的最大位移为sm，由动能定理得qEsmmgsmmv得.(2)设物体运动到离出发点距离为s处动能与电势能相等，即mv2qEs在此过程中，由动能定理得qEsmgsmv2mv代入数据解得s2.5 m设物体在返回过程中经过距出发点距离为s处动能与电势能再次相等，即mv2qEs由动能定理得qE(sms)mg(sms)mv2解得s1 m.答案：(1)34(2)2.5 m或1 m