2013高考一轮：第七章静电场 第2单元 电场能的性质.doc

1将一正电荷从无限远处移入电场中M点，电场力做功W16109 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，电场力做功W27109 J，则M、N两点的电势M、N，有如下关系()AMNM0CNMN0解析：对正电荷M；对负电荷N。即N。而W2W1，0，且和均大于0，则NMUFE，由WqU可知B项正确，D项错。答案：B3.如图2所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹。小球在a点的动能等于20 eV，运动到b点时的动能等于2 eV。若取c点为零势点，则当这个带电小球的电势能等于6 eV时(不计重力和空气阻力)，它的动能等于()图2A16 eV B14 eVC6 eV D4 eV解析：从a到b由动能定理可知，电场力做功Wab18 eV，则从a到b电势能增加量Epab18 eV，则由等势面特点及c点为零势点可知：a点电势能Epa12 eV，又由动能和电势能之和不变可判断B正确。答案：B4.如图3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，场强大小E100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为()图3AUOP10sin(V)BUOP10sin(V)CUOP10cos(V)DUOP10cos(V)解析：在匀强电场中，两点间的电势差UEd，而d是沿场强方向上的距离，所以dOPRsin，故UOP100(0.1 sin)10sin(V)，所以选项A正确。答案：A5宇航员在探测某星球时有如下发现：(1)该星球带负电，而且带电均匀；(2)该星球表面没有大气；(3)在一次实验中，宇航员将一个带电小球(小球的带电量远小于星球的带电量)置于离星球表面某一高度处无初速释放，带电小球恰好能处于悬浮状态。如果选距星球表面无穷远处为电势零点，则根据以上信息可以推断()A小球一定带正电B小球的电势能一定小于零C只改变小球的电荷量，从原高度无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态D只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态解析：由于带电小球恰好能处于悬浮状态。则有F电F万，即kG，此平衡条件与小球离星球表面的高度无关，与小球带电量有关故，D项正确、C错误，又由该星球带负电知小球也带负电，A项错误；由于小球带负电，所以其电势能大于零，B项错误。答案：D6.如图4所示，在真空中A、B两点分别放置等量的异种电荷q、q，在通过A、B两点的竖直平面内相对于AB对称取一个矩形路径abcd，且ab平行于AB，a、d到A点的距离等于b、c到B点的距离。设想将一个电子沿路径abcd运动一周，则下列说法正确的是()图4A由a到b，电势降低，电子的电势能减小B由a到b，电势升高，电子的电势能增大C由b到c，电场力对电子先做正功，后做负功，总功为零D由d到a，电子的电势能先减小后增大，电势能的变化总量为零解析：过四个点的电场线如图所示。根据电场线分布可知a、b、c、d各点场强方向，则可知电子由a到b，电势降低，电场力做负功，电势能增加，故A、B均错；由b到c，电场力对电子先做负功后做正功，故C错；由d到a，电场力对电子先做正功后做负功，电势能先减小后增大，根据对称性电势能的变化总量为零，故D对。答案：D7.如图5所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等，一个正电荷在等势面L3处的动能为20 J，运动到等势面L1时的动能为零；现取等势面L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4 J时，它的动能为(不计重力及空气阻力)()图5A16 J B10 JC6 J D4 J解析：相邻等势面间的电势差相等，则电荷的电势能差也相等，在L3时，动能为20 J，运动到L2时其动能一定是10 J，此时电势能为零，则此正电荷动能和电势能总和为10 J。由能量守恒定律可知当它的电势能为4 J时，动能一定为6 J，故C正确。答案：C8.如图6甲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乙所示，则以下说法中错误的是()图6AA、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EpAEpBD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甲图中向左，故电场线的方向为AB，则AB，B对；又Epq，对负电荷q，EpA0；距负电荷越近电势越低，且0，故选A。答案：A11.如图9所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为Q的点电荷。一质量为m、带电荷量为q的物块(可视为质点)，从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为(取无穷远处电势为零)，PA连线与水平轨道的夹角为60，试求：图9 (1)物块在A点时受到轨道的支持力大小；(2)点电荷Q产生的电场在B点的电势。解析：(1)物块在A点受重力、电场力、支持力，分解电场力，由竖直方向受力平衡得FNmgsin60又因为hrsin60由以上两式解得支持力为FNmg(2)从A运动到P点正下方B点的过程中，由动能定理得qUmv2mv02又因为UBAB，由以上两式解得B(v02v2)。答案：(1)mg(2)(v02v2)12.一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图10所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时，小球到达B点速度恰好为零。试求：图10 (1)AB两点的电势差UAB；(2)匀强电场的场强大小；(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小。解析：(1)小球下落过程中重力和电场力做功，由动能定理得：mgLsin60UABq0UAB(2)根据匀强电场