1、第六章 第二节 电场能的性质课下作业时间45分钟满分100分一、选择题(本题共10小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共70分)1(2013江南十校联考)一对等量正点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线)如图6214所示，则关于图中A、B两点电场强度EA、EB与电势A、B大小的判断正确的是AEAEB，ABBEAEB，ABCEAEB，AB DEAEB，AB解析由A、B两点电场线疏密情况可知EAEB，电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，故AB，所以A正确答案A2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6215所示，下列说法正确的是AO点的电势最低Bx1和x3
2、两点的电势相等Cx2和x2两点的电势相等Dx2点的电势低于x3点的电势解析由图可知坐标原点O左右两侧电场的方向分别沿x方向和x方向，根据沿电场方向电势降低，可知O点电势最高，x1x2x3，故A、B、D均错；由于电场关于坐标原点O对称分布，则x2和x2两点的电势相等，C正确答案C3(2013石家庄一模)水平线上的O点放置一点电荷，图6216中画出电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示以水平线上的某点O为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是Ab、e两点的电场强度相同Ba点电势低于c点电势Cb、c两点间电势差等于e、d两点间电势差D电子沿圆周由d到b，电场力做正功
3、解析图中b、e两点电场强度的方向不同，选项A错；沿电场线方向电势降低，因rarc，故选项B对；因cd，be，故选项C对；电场力做功与路径无关，因Udb0，电子从d到b电场力做功WdbqUdbeUdb0，选项D错答案BC4(2012重庆理综)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图6217所示，a、b、c、d为电场中的4个点则AP、Q两点处的电荷等量同种Ba点和b点的电场强度相同Cc点的电势低于d点的电势D负电荷从a到c，电势能减少解析由电场的等势面分布图可判断P、Q为等量异种点电荷，Q带负电，A项错误a、b两点的电场强度方向不同，故B项错误由正
4、电荷到负电荷电势逐渐降低知cd，故C项错误负电荷从a到c，电场力做正功，电势能减少，故D正确答案D 5如图6218所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点a、b电势分别为a5 V，b3 V，下列叙述正确的是A该电场在c点处的电势一定为4 VBa点处的场强Ea一定大于b点处的场强EbC一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向a解析由一条电场线不能判断出该电场是否为匀强电场，选项A、B均错；由ab可知，电场的方向由a指向b，故选项C正确而D错误答案C6(2013大连双基测试)如图6219所示，在等量异种点电荷Q和Q的电场中，有一个正
5、方形OABC，其中O点为两电荷连线的中点下列说法正确的是AA点的电场强度比C点的电场强度大BA点电势比B点的电势高C将相同的电荷放在O点与C点电势能一定相等D移动同一正电荷，电场力做的功WCBWOA解析由等量异种点电荷的电场线分布知A点电场强度大于C点电场强度，选项A正确；由等量异种点电荷的等势面分布知A点电势低于B点电势，选项B错误；O、C两点在同一等势面上，故相同的电荷在O、C两点处的电势能相等，选项C正确；A点电势低于B点电势，O点电势等于C点电势，且O、C为高电势点，故移动同一正电荷，电场力做功WCBWOA，选项D错误答案AC7一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，受重力和电场力作
6、用若重力做功3 J，电场力做功1 J，则小球的A重力势能增加3 J B电势能增加1 JC动能减少3 J D机械能增加1 J解析重力做功3 J，则重力势能增加3 J；电场力做功1 J，电势能减少1 J；合外力做功2 J，动能减少2 J；除重力以外的其他力做功1 J，机械能增加1 J，故选项A、D正确答案AD8一个电荷量为106 C的负电荷从电场中A点移到B点电场力要做功2106 J，从C点移到D点要克服电场力做功7106 J，若已知C点比B点电势高3 V，且A、B、C、D四点在同一条电场线上，则图6220中正确的是解析由UAB V2 V，则AB2 V；UCD V7 V，则CD7 V；由题意得CB
7、3 V，则CBAD，选项C正确答案C9电荷量分别为q、q和q的三个带电小球，固定在边长为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，如图6221所示若此三角形绕穿过其中点O垂直于三角形所在平面的轴逆时针转过120，则在此过程中电场力做功的大小为A0 BqEaC2qEa DqEa解析对右上角q做功W1qEa，对下面q做功W2qE，对q做功W3qE，电场力做的总功WW1W2W3qEa，故B正确答案B10(2013哈尔滨六中测试)两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点O)的过程中，试探电荷的电势能Ep随位置变化的关系如图62
8、22所示，则下列判断正确的是AM点电势为零，N点场强为零BM点场强为零，N点电势为零CQ1带负电，Q2带正电，且Q2电荷量较小DQ1带正电，Q2带负电，且Q2电荷量较小解析由Epx图象可知，由无穷远到N的过程中，电势能减小，电场力做正功，试探电荷为正，N点右侧场强方向向左，同理MN间场强方向向右，所以EN0，而EpMMq0，所以M0，故A正确，B错误根据场强分布可知Q1带负电，Q2带正电，且|Q2|Q1|，故C正确，D错误答案AC二、计算题(本大题共2小题，共30分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(14分)如图6223所示，水平放置的平行金属板的N板接地，M板电势为U
9、，两板间距离d，d比两板的尺寸小很多，在两板中间有一长为2l(2ld)的绝缘轻杆，可绕水平固定轴O在竖直面内无摩擦地转动，O为杆的中点杆的两端分别连着小球A和B，它们的质量分别为2m和m，电荷量分别为q和q.当杆从图示水平位置由静止开始转过90到竖直位置时，不考虑A、B两小球间的库仑力，已知重力加速度为g，求：(1)两小球电势能的变化；(2)两小球的总动能解析(1)电场力做功量度电势能的变化，则2qlEp即两球电势能减少了.(2)设两小球在竖直位置时的总动能为Ek，取两小球及杆为研究对象，在杆由图示水平位置从静止开始转过90的过程中，由动能定理，得2mglmgl2qlEk故Ekmgl.答案(1
10、)减少了(2)mgl12(16分)如图6224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，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大小的比值；(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xm，由动能定理得qExmmgxm0mv得(2)设物体运动到离出发点距离为x处动能与电势能相等，即mv2qEx在此过程中，由动能定理得qExmgxmv2mv代入数据解得x2.5 m设物体在返回过程中经过距出发点距离为x处动能与电势能再次相等，即mv2qEx由动能定理得qE(xmx)mg(xmx )mv20解得x1 m.答案(1)(2)2.5 m或1 m