全国通用版2019版高考物理大一轮复习第七章静电场课时达标20电场能的性质.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 20 讲 电场能的性质 解密考纲 主要考查电势差、电势、电势能的理解和计算，以及 v t 图、 x 图象、E x 图象在电场中的应用 1如图所示，在 xOy 平面内有一个以 O 为圆心、半径 R 0.1 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 E 100 V/m，则 O、 P 两点间的电势差可表示为 ( A ) A UOP 10sin V B UOP 10sin V C UOP 10cos V D UOP 10cos V 解析 沿着电 场线的方向电势降低，故 UOPq2 解析

2、 因为正检验电荷分别从 a、 c 两点移至无穷远处，已知两电荷克服电场力做功相同，所以 Q 对检验电荷的库仑力是引力，且对 q2的引力较大，因此 Q 带负电，且有 q1EkaEkc D粒子在三点的电势能大小为 EpcEpaEpb 解析 由等势面特点可知，该电场为匀强电场，粒子所受静电力方向指向高电势，与电场方向相反，故该粒子带负电，选项 A 正确；由运动轨迹不能判断出该带电粒子的运动方向，故选项 B 错误；负电荷在 b 点的电势能最大，动能最小，故应有 EpbEpaEpc，由能量守恒可知 Ekb Q B直线 c 位于某一等势面内， M N C若电子由 M 点运动到 Q 点，电场力做正功 D若电

3、子由 P 点运动到 Q 点，电场力做负功 解析 电子由 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程中，电场力所做的负功相等，说明 N和 P 在同一个等势面内，由于匀强电场等势面相互平行， c 与 d 平行，故 c、 d 分别位于某一等势面内，电子带负电，电场力做负功，电势降低，故 M N，选项 A 错误， B 正确 M、Q 在同一等势面内，电场力不 做功；电子由 P 点运动到 Q 点的过程中，电场力做正功，选项C、 D 均错误 7如图所示，虚线 A、 B、 C 为某电场中的三条等势线，其电势分别为 3 V、 5 V、 7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹， P、 Q 为轨迹与等势线 A、

4、C 的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是 ( B ) A粒子可能带负电 【 精品教育资源文库 】 B粒子在 P 点的动能大于在 Q 点动能 C粒子在 P 点电势能大于粒子在 Q 点电势能 D粒子在 P 点受到电场力大于在 Q 点受到的电场力 解析 根据等势线与电场线垂直可画出电场线，由粒子运动轨迹及电场线分布可确定带电 粒子所受电场力的方向偏向左侧，粒子带正电，粒子在 P 点的动能大于在 Q 点动能，选项A 错误， B 正确；由于带电粒子只受电场力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变，根据 A、 B、 C 三条等势线的电势分 別 为 3 V、 5 V、 7 V，粒子带正电

5、，粒子在 P 点电势能小于粒子在 Q 点电势能，选项 C 错误；由于 P 点所在处等差等势面疏，电场强度小，所以粒子在 P 点受到电场力小于在 Q 点受到的电场力，选项 D 错误 8如图所示，将三个相同的正点电荷 (重力不计 )分别固定在等边三角形的三个顶点 A、B、 C 处， D 点为等边三角形外接圆的圆心， E、 G、 H 分别为三个边的中点， F 点在 EC 延长线上，且 FC EC.则 ( C ) A D 点的场强和电势均为零 B E、 F 两点的场强大小相等，电势相同 C E、 G、 H 三点的场强不同但电势相同 D若释放 C 处电荷，该电荷可以某一速率做匀速圆周运动 解析 D 点到

6、三个顶点 A、 B、 C 距离相等，合场强一定为零，但电势具有相对性不一定为零，选项 A 错误； A、 B 两处电荷在 E 点的场强完全抵消，但在 F 点的场强不能抵消，故 E、F 两点的场强大小一定不相等，选项 B 错误；由对称性可知 E、 G、 H 三点的场强大小相等，电势也相等，但场强方向不同，选项 C 正确；三个电荷为同号电荷， C 处电荷不可能做匀速圆周运动，选项 D 错误 9 (多选 )如图甲所示，两个点电荷 q1、 q2固定在 x 轴上距离为 L 的两点，其中 q1带正电荷位于原点 O， a、 b 是它们连线延长线上的两点，其中 b 点与 O 点相距 3L.现有一带正电的粒子 q

7、 以一定的初速度沿 x 轴从 a 点开始经 b 点向远处运动 (粒子只受电场力作用 )，设粒子经过 a、 b 两点时的速度分别为 va、 vb，其速度随坐标 x 变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是 ( ABD ) A q2带负电且电荷量小于 q1 【 精品教育资源文库 】 B b 点的场强一定为零 C a 点的电势比 b 点 的电势高 D粒子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能小 解析 由 v x 图象知，粒子从 a 点向远处运动先减速再加速，在 b 处速度最小，则 b点左右两侧电场方向相反， b 点处电场强度为零，选项 B 正确；根据点电荷场强公式和电场的叠加知识得 q2带负电且电

8、荷量小于 q1，选项 A 正确；根据粒子受力方向知 b 点左侧场强向左，故 a 点电势较 b 点低，选项 C 错误；粒子从 a 点到 b 点的过程中动能减小，电场力做负功，电势能增加，选项 D 正确 10 (2017 湖北黄石模拟 )空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在 空间形成了如图所示稳定的静电场实线为其电场线，虚线为其等势线， A、 B 两点在两球球心连线上， C、 D 两点关于直线 AB 对称，则 ( D ) A A 点和 B 点的电势相同 B C 点和 D 点的电场强度相同 C负电荷从 A 点移至 B 点，电场力做正功 D负电荷从 C 点沿直

9、线 CD 移至 D 点，电势能可能先减小后增大 解析 由题图可知， A、 B 两点不在同一等势面上，电势不相同，选项 A 错误；由对称性可知， C、 D 两点的电场强度大小相等，方向不同，选项 B 错误；由 WAB qUAB， UAB0， q0可知， WAB0，选项 C 错误；沿 CD 直线由 C 到 D，电势可能先增大后减小，故负电荷由 C 沿直线 CD 移至 D 点，电势能可能先减小后增大，选项 D 正确 11 (2017 江苏苏州模拟 )在某电场中，沿 x 轴上的电势分布如图所示，由图可以判断( D ) A x 2 m 处电场强度可能为零 B x 2 m 处电场方向一定沿 x 轴正方向

10、C沿 x 轴正方向，电场强度先增大后减小 D某负电荷沿 x 轴正方向移动，电势能始终增大 解析 x 图象的斜率等于电场强度，则知 x 2 m 处的电场强度不为零，故选项 A错误，从 0 到 x 3 m 处电势不断降低，但 x 2 m 点的电场方向不一定沿 x 轴正方 向，故选项 B 错误；由斜率看出，从 0 到 3 m，图象的斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，故选项 C 错误；沿 x 轴正方向电势降低，某负电荷沿 x 轴正方向移动，受电场力的方向始终指向 x 轴的负方向，电场力做负功，电势能始终增大，故选项 D 正确 【 精品教育资源文库 】 12在光滑绝缘的水平面上，用长为 2L

11、的绝缘轻杆连接两个质量均为 m 的带电小球 A和 B.A 球的带电荷量为 2q， B 球的带电荷量为 3q，组成一带电系统，如图所示，虚线 MP为 A、 B 两球连线的垂直平分线，虚线 NQ 与 MP 平行且相距 5L.最初 A 和 B 分别静止于虚线MP 的两侧，距 MP 的距 离均为 L，且 A 球距虚线 NQ 的距离为 4L.若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线 MP、 NQ 间加上水平向右的匀强电场 E 后，试求： (1)B 球刚进入电场时，带电系统的速度大小； (2)带电系统向右运动的最大距离； (3)带电系统从开始运动到速度第一次为零时， B 球电势能的变化量 解析 (1)设 B 球刚进入电场时，系统的速度为 v1， 对 A、 B 系统应用动能定理有 2qEL 122 mv21， 则 v1 2qELm . (2)设球 A 向右运动 s 时，系 统速度为零， 由动能定理，得 2qEs 3qE(s L)， 则 s 3L. (3)带电系统的速度第一次为零时， B 球克服电场力做功 WFB 3qE( s L) 6qEL， 则 B 球电势能增加了 6qEL. 答案 (1) 2qELm (2)3L (3)6qEL