1、课时作业20电场能的性质时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1如图1(1)是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如图(2)所示，则以下说法中正确的是()图1AA、B两点的电场强度是EABC负电荷q在A、B两点的电势能大小是ABD此电场一定是负电荷形成的电场解析：由vt图知，负电荷q做加速度增大的减速运动，故所受电场力变大，电场强度变大，EBEA，A对，又因电场力的方向在(1)图中向左，故电场线的方向为AB，则AB，B正确又qU，对负电荷q，AUBUCD电势差UABUBC解析：由题给的等势线为
2、同心圆可知场源为位于圆心处的点电荷，越靠近点电荷，电场强度越大，所以电子沿AC运动时受到的电场力越来越大，选项A错；由电子只在电场力作用下由A向C运动时速度越来越小，可知电场力做负功，电子势能越来越大，选项B正确；电子所受电场力方向沿CA方向，即电场方向沿AC方向，场源点电荷为负电荷，电势A点最高，C点最低，选项C正确；由A到C电场强度增加，因为B为AC中点所以UABUBC，故D错答案：BC图44(2009全国卷)如图4所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN.P点在y轴右侧，MPON.则()AM点的电势比P点的电势高B将负电荷由O点移动到P点
3、，电场力做正功CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动解析：本题考查由电场线的分布确定电场的任意位置场强大小、电势高低及带电粒子在电场中力与运动的关系，意在考查考生对电场线、场强、电势、电势差等基本概念的理解能力在静电场中，沿着电场线方向，电势降低，A项正确；负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反，故由O向P运动时，电场力做负功，B项错；由电场线的疏密程度可知，OM段的任意点场强均大于MN段任意点场强，故移动同一正电荷在OM段和MN段间运动，电场力在OM段做功较多，故OM两点间电势差大于MN两点间电势差，C项错；根据电场线关于y
4、轴对称，故y轴上场强方向处处沿y轴正方向，故静电荷受力始终沿y轴正方向，故粒子做直线运动，D项正确答案：AD5(2009辽宁/宁夏高考)图5空间有一匀强电场，在电场中建立如图5所示的直角坐标系Oxyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标(0，a,0)，N点的坐标为(a,0,0)，P点的坐标为(a，)已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1 V，则P点的电势为()A. VB. VC. V D. V解析：本题考查匀强电场、电势和电势差的计算，意在考查考生的空间想象能力MN间的距离为a，P点在MN连线上的投影点离M点的距离为，所以P点的电势为：1 VV，D正确答案：D6(2009广
5、东高考)如图6所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块由静止释放后，两个物块向相反方向运动，图6并最终停止在物块的运动过程中，下列表述正确的是()A两个物块的电势能逐渐减少B物块受到的库仑力不做功C两个物块的机械能守恒D物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力解析：物块向相反方向运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，选项A对、B错；物块受的摩擦力先小于库仑力后大于库仑力，电场力和摩擦力做功的和不始终为零，机械能不守恒，选项C、D错误答案：A图77(2010四川高考)如图7所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定
6、不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OMON.若滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则()A滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大B滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小C在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置D在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置解析：由于滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，所以滑块在M点时弹簧被压缩，滑块在N点时弹簧被拉伸在导轨MN之间靠近左半部分滑块一直加速，在靠近N点附近若电场力大于弹力沿MN方向的分力时，加速度向右，滑块继
7、续加速，所以选项A正确由于位置1、2间电场强度大于3、4间电场强度，所以位置1、2间电势差大于3、4间电势差，所以滑块从位置1到2的过程中电场力做的功大于从位置3到4做的功，选项B错误滑块从M运动到N的过程中，只有弹力和电场力做功，当合力做功为零时，滑块的动能变化为零，即可能存在滑块速度相同的两个位置，选项C正确在整个过程中，只有一个弹簧处于原长的位置，此时合外力等于电场力；当滑块处于O点正下方时，弹簧弹力沿MN方向分力为零，所以合外力也等于电场力；所以，在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的位置有两个，选项D错误答案：AC图88(2010江苏高考)空间有一沿x轴对称分布的电场，其
8、电场强度E随x变化的图象如图8所示下列说法中正确的是()A. O点的电势最低B. x2点的电势最高C. x1和x1两点的电势相等D. x1和x3两点的电势相等解析：由于电场线的正方向未知，所以无法比较电势的高低，选项A、B错误；由对称性可知，将同一电荷从x1点移动到O点和从x1点移动到O点电场力做功相同，所以x1点和x1点为等势点，选项C正确；由对称性可知，将同一电荷从x1点移动到x2点和从x3点移动到x2点电场力做功数值相同，但一次做负功，一次做正功，x1点和x3点电势并不相同，选项D错误答案：C二、计算题(31236)9A、B两个带电小球，A固定不动，B的质量为m，在库仑力作用下，B由静止
9、开始运动已知初始时，A、B间的距离为d，B的加速度为a，经过一段时间后，B的加速度为，此时A、B间距离应为多少？已知此时B的速度为v，则此过程中电势能的减少量为多少？解析：依题意，当AB距离为d时，电场力F1ma，设加速度为时，A、B间距为x，则此时电场力为F2ma，即F14F2.再由库仑定律知：F1，F2，则解得：x2d.由于B由静止运动，最终速度达到v，所以B的动能变化量Ekmv2.由能量守恒知电势能减少量为：EpEkmv2.答案：2dmv2图910如图9所示的装置是在竖直平面内放置光滑的绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一带负电荷的小球从高h的A处静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆
10、环内作圆周运动已知小球所受到电场力是其重力的3/4，圆环半径为R，斜面倾角为53，SBC2R.若使小球在圆环内能作完整的圆周运动，h至少为多少？解析：图10小球所受的重力和电场力都为恒力，故可两力等效为一个力F，如图10可知F1.25mg，方向与竖直方向左偏下37，从图中可知，能否作完整的圆周运动的临界点是能否通过D点，若恰好能通过D点，即达到D点时球与环的弹力恰好为零由圆周运动知识得：Fm即：1.25mgm由动能定理有：mg(hRRcos37)mg(hcot2RRsin37)mvD2联立可求出此时的高度h10R.答案：h10R图1111一匀强电场，场强方向是水平的(如图11)，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的直线运动求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差解析：设电场强度为E，小球带电量为q，因为小球做直线运动，它所受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线，图12如图12所示所以mgqEtan由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为a设从O点到最高点的位移为x，根据运动学公式有v022ax运动的水平位移为xxcos从O点到最高点的过程中，电场力做负功，电势能增加，小球在最高点与O点的电势能之差为：EpqEx联立以上五式，解得：Epmv02cos2.答案：mv02cos2