1、课时跟踪检测(二十一)电场能的性质一、单项选择题1(2014北京东城联考)如图1所示，直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线。下列判断正确的是()图1A电场线MN的方向一定是由N指向MB带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小C带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能D带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度2(2014辽宁铁岭市期中检测)如图2所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由AC运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是()图2A电子沿AC方向运动
2、时受到的电场力越来越小B电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大C电势差UABUBCD电势ABC3.如图3所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处。A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法中正确的是()图3AA、B、C、D四个点的电场强度相同BO点电场强度等于零C将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点，电场力做功为零D将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，试探电荷具有的电势能增大4. (2014琼海一模)如图4所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线。A、B两点与两球球心连线位于同一直线
3、上，C、D两点关于直线AB对称，则()图4AA点和B点的电势相同BC点和D点的电场强度相同C正电荷从A点移至B点，电场力做正功D负电荷从C点移至D点，电势能增大5(2014临沂质检)如图5所示，平行板电容器的两个极板竖直放置，并接直流电源。若一带电粒子恰好能沿图中轨迹穿过电容器，a到c是直线，由于电极板边缘效应，粒子从c到d是曲线，重力加速度为g，则该粒子()图5A在ac段受重力与电场力平衡并做匀速运动，cd段电场力大于重力Ba到c匀加速直线运动，加速度是g/cos Ca至d重力势能减小，电势能增加Da至d粒子所受合力一直沿轨迹的切线方向6. (2014衡水中学期末)两电荷量分别为q1和q2的
4、点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图6所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则()图6AN点的电场强度大小为零BA点的电场强度大小为零CNC间场强方向指向x轴正方向D将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功二、多项选择题7.现有两个边长不等的正方形ABCD和abcd，如图7所示，且Aa、Bb、Cc、Dd间距相等。在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的点电荷，其中AB、AC中点放的点电荷带正电，CD、BD的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是()图7AO点的电场强度和电势均为零B把一正点电荷沿着bdc的路
5、径移动时，电场力做功为零C同一点电荷在a、d两点所受电场力相同D将一负点电荷由a点移到b点电势能减小8(2012山东高考)图8中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子()图8A带负电B在c点受力最大C在b点的电势能大于在c点的电势能D由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化9(2013天津高考)两个带等量正电的点电荷，固定在图9中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点。一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动
6、。取无限远处的电势为零，则()图9Aq由A向O的运动是匀加速直线运动Bq由A向O运动的过程电势能逐渐减小Cq运动到O点时的动能最大Dq运动到O点时电势能为零10.(2014南昌模拟)A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B，其电势能Ep随位移s变化的规律如图10所示。设A、B两点的电场强度分别为EA和EB，电势分别为A和B。则()图10AEAEBBEAB DAB三、非选择题11(2014北京东城区联考)如图11所示，A、B两点所在的圆半径分别为r1和r2，这两个圆为同心圆，圆心处有一带电为Q的点电荷，内外圆间的电势差为U，一电子仅在电
7、场力作用下由A运动到B，电子经过B点时速度为v，若电子质量为m，带电荷量为e，求：图11(1)电子经过B点时的加速度大小；(2)电子在A点时的速度大小v0。12.如图12所示，固定于同一条竖直线上的点电荷A、B相距为2d，电量分别为Q和Q。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电量为q(可视为点电荷，q远小于Q)，现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v。已知MN与AB之间的距离也为d，静电力常量为k，重力加速度为g。求：图12(1)C、O间的电势差UC O；(2)小球p经过O点时加速度的大小；(3)小球p
8、经过与点电荷B等高的D点时速度的大小。答 案1选C由于带电粒子的电性不确定，所以电场线的方向不确定，A错误；带电粒子由a运动到b的过程中，只受电场力的作用，由轨迹的弯曲方向知电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误C正确；由于仅给出一条电场线，电场强度的大小关系不确定，D错误。2选B该电场为负点电荷电场，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，选项A错误；根据电子只在电场力作用下沿着直线由AC运动时的速度越来越小，它具有的电势能越来越大，选项B正确；由于电场为非匀强电场，电势差UABBC，选项D错误。3选C由点电荷电场强度公式和场强叠加原理可知，A、B、C、D四个点的电场强度不相同，O点
9、电场强度不等于零，选项A、B错误；由于B、D两点等电势，将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点，电场力做功为零，选项C正确；由于A点电势高于C点，将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，试探电荷具有的电势能减小，选项D错误。4选CA点和D点的电势相同，B点电势低于D点电势，故选项A错误；C点和D点的电场强度大小相等，方向不相同，选项B错误；正电荷从A点移至B点，即从高电势点移到低电势点，电势能减小，电场力做正功，选项C正确；C、D两点处在同一等势面上，故负电荷从C点移至D点，电势能不变，选项D错误。5选B由题意知在ac段粒子受重力和电场力的合力方向由a至c，做匀加速直线运动，加
10、速度是g/cos ；a至d重力、电场力做正功，重力势能、电势能均减小，cd段由合力指向轨迹的弯曲方向可判断出电场力大于重力，cd段粒子的合力方向不沿轨迹的切线方向。故只有选项B正确。6选DA、N点的电势等于零，电场强度大小不为零，选项A、B错误；从N到C电势升高，NC间场强方向指向x轴负方向，选项C错误；从N到C电势升高，从C到D电势降低，将一负点电荷从N点移到C点，电场力做正功，从C点到D点，电场力做负功，选项D正确。7选BCO点的电场强度不为零，电势为零，选项A错误；由于bOc为等势线，所以把一正点电荷沿着bdc的路径移动时，电场力做功为零，选项B正确；根据电场叠加原理，a、d两点电场强度
11、相同，同一点电荷在a、d两点所受电场力相同，选项C正确；将一负点电荷由a点移到b点，克服电场力做功，电势能增大，选项D错误。8选CD由于带电粒子受到电场力指向轨迹凹侧，说明带电粒子带正电，选项A错误；根据库仑定律Fk可知，粒子在c点受到电场力最小，选项B错误；粒子从b点运动到c点的过程中，电场力对粒子做正功，粒子电势能减小，选项C正确；由动能定理可得：qUEk，因为UabUbc，所以选项D正确。9选BC本题考查静电场中力的性质和能的性质，考查考生对静电场中运动电荷力的性质和能的性质的分析。两等量正点电荷在中垂线MN上的电场强度方向从O点向两侧沿中垂线指向无穷远处，场强大小从O点沿MN到无穷远处
12、先变大后变小，因此负电荷由静止释放后，在变化的电场力作用下做直线运动的加速度不断变化，A项错误；由A到O电场力做正功，电势能减小，B项正确；在MN上O点电势最高，因此负电荷在O点的电势能最小，由于只有电场力做功，因此电势能与动能的和是一定值，电势能最小时，动能最大，C项正确；O点的电势不为零，因此负电荷在O点时的电势能不为零，D项错误。10选AD根据动能定理qEsEk，由于电势能W随位移s变化的规律为直线，所以为匀强电场，EAEB，故A正确，B错误。电子仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B，电势能减小，电场力做正功，电场线方向从B到A，AB，故D正确C错误。11解析：(1)电子在B点受到的库仑力大小为F电子在该处的加速度为a(2)电子由A点运动到B点，由动能定理得：eUmv2mv02，解得：v0 。答案：(1)(2) 12解析：(1)小球p由C运动到O时，由动能定理，得mgdqUC Omv20得UC O(2)小球p经过O点时受力分析如图所示，由库仑定律得：F1F2k它们的合力为：FF1cos 45F2cos 45由牛顿第二定律得：mgFma，ag(3)小球p由O运动到D的过程，由动能定理得：mgdqUODmvmv2由电场特点可知：UCOUOD联立解得：vDv答案：(1)(2)g(3)v
