2021-2022学年高中物理粤教版必修第三册合格达标练：第一章　习题课　电场的性质 WORD版含解析.docx

1、习题课电场的性质合格考达标练1.电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示.一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q,已知电势abc,这一过程电子运动的v-t图像可能是图中的()解析 结合abc,由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场,且Q点处电场强度小于P点处电场强度,电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q,将做加速度越来越小的加速运动,A正确.答案 A2.质量为m的带电小球射入匀强电场后,以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动,在小球下落h的过程中()A.小球的重力势能减少了2mghB.小球的动能增加了2mghC.电场力做负功2mghD.小球的电势能增加了3mgh解析 带电小球受到

2、向上的静电力和向下的重力,据牛顿第二定律有F合=F电-mg=2mg,得F电=3mg,在下落过程中静电力做功W电=-3mgh,重力做功WG=mgh,总功W=W电+WG=-2mgh,根据做功与势能变化关系可判断小球重力势能减少了mgh,电势能增加了3mgh,根据动能定理,小球的动能减少了2mgh,故选D.答案 D3.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()A.EA=EBB.EABD.A=B解析 电子从A运动到B的过程中,因为是从静止开

3、始运动的,所以电场力做正功,电场力做多少功,电势能就变化多少,所以有WE=Ep=Eqs,因为图像Ep-s斜率恒定,所以电子所受电场力恒定,故EA=EB,A正确,B错误;因为电子受到的电场力与电场方向相反,所以电场力做正功,则电势升高,故A0,保持该电场的电场强度大小和方向不变,让等边三角形绕A点在三角形所在平面内顺时针转过30,则此时B点的电势为()A.B.C.-D.-解析 因A=B=0,所以AB是一等势线,电场方向垂直AB向左,设等边三角形边长为L,因C=,所以电场强度为E=,当等边三角形绕A点在三角形所在平面内顺时针转过30时,B点到原来AB的距离d=Lsin 30,B点电势为B=-Ed=

4、-tan 30=-,C正确.答案 C5.如图所示,两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷,电荷在圆环上的分布是均匀的,两圆环相隔一定距离同轴平行固定放置,B、D分别为两环圆心,C为BD中点.一带负电的粒子从很远处沿轴线向下依次穿过两环,若粒子只受电场力作用,则在粒子运动过程中下列说法正确的是()A.粒子经过B点时加速度为零B.粒子经过B点和C点时动能相等C.粒子从A到C的过程中,电势能一直增大D.粒子从B到D的过程中,电场力做的总功为0解析 两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷,电荷在圆环上的分布是均匀的,所以两个圆环产生的电场关于C点是对称的,结合矢量合成的方法可得,C点的合场强为零,带负电的粒子

5、在B点受到的电场力的方向向下,加速度不为零,故A错误;由于两个圆环产生的电场关于C点是对称的,所以粒子从B到C电场力做功的绝对值与粒子从C到D电场力做功的绝对值大小相等,总功等于零,所以粒子经过B点与经过D点时的动能相等,故D正确,B错误;粒子从A到B的过程中,受到的电场力的方向向下,电场力做正功,电势能减小,故C错误.答案 D6.空间某一静电场的电势在x轴上的分布如图所示,x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是EBx、ECx,下列说法中正确的有()A.EBx的大小小于ECx的大小B.EBx的方向沿x轴正方向C.电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大D.负电荷沿x轴从B移到C

6、的过程中,电场力先做正功后做负功解析 在-x图像中,图线的斜率大小表示电场强度大小,可见EBxECx,选项A错误;同理可知O点电场强度在x轴方向上的分量最小,电荷在该点受到的电场力在x轴方向上的分量最小,选项C错误;沿电场方向电势降低,在O点左侧,Ex的方向沿x轴负方向,在O点右侧,Ex的方向沿x轴正方向,选项B错误,选项D正确.答案 D7.如图所示,光滑斜面倾角为37,一带正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变为原来的,(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)求:(1)原

7、来的电场强度;(2)小物块运动的加速度;(3)小物块2 s末的速度和2 s内的位移.解析 (1)对小物块受力分析如图所示,小物块静止于斜面上,则mgsin 37=qEcos 37,E=.(2)当场强变为原来的时,小物块受到的合外力F合=mgsin 37-qEcos 37=0.3mg,又F合=ma,所以a=3 m/s2,方向沿斜面向下.(3)由运动学公式v=at=32 m/s=6 m/s,x=at2=322 m=6 m.答案 (1)(2)3 m/s2,方向沿斜面向下(3)6 m/s6 m等级考提升练8.(多选)(2021江苏启东中学质检)如图甲所示,真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球体

8、,以球心为坐标原点,沿半径方向建立x轴.理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化的关系如图乙所示,则()A.c点处的场强和a点处的场强大小相等、方向相同B.球内部的电场为匀强电场C.a、c两点处的电势相等D.假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动,则从a点处移动到c点处的过程中,电场力一直做正功解析 根据题图乙所示的x轴上各点的电场强度随x变化的关系知c点处场强和a点处场强大小相等、方向相同,球内部的电场为非匀强电场,选项A正确,选项B错误;沿电场线方向电势逐渐降低,由题图乙可判断a点的电势大于c点的电势,选项C错误;假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动,电场力与运动方向相同,电场力一直做正功,选

9、项D正确.答案 AD9.(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wc d.下列选项正确的是()A.EaEb=41B.EcEd=21C.WabWbc=31D.WbcWc d=13解析 设点电荷的电荷量为Q,根据点电荷电场强度公式E=k,rarb=12,rcrd=36,可知,EaEb=41,EcEd=41,选项A正确,B错误;将一带正电的试探电荷由a点移动到b点做的功Wab

10、=q(a-b)=3q(J),试探电荷由b点移动到c点做的功Wbc=q(b-c)=q(J),试探电荷由c点移动到d点做功Wc d=q(c-d)=q(J),由此可知,WabWbc=31,WbcWc d=11,选项C正确,D错误.答案 AC10.(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其电场的电势在x轴上的分布如图所示.下列说法正确的有()A.q1和q2带异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2,电势能减小D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大解析 两个点电荷在x轴上,且x1处的电势为零,xx1处的电势大于零,xb,cd,试探电荷带负电,所以EpaEpb,EpcEpd,故选项C错

11、误,D正确.答案 BD12.如图所示,带电小球A和B(可视为点电荷)放在倾角为30的光滑固定绝缘斜面上,质量均为m,所带电荷量分别为+q和-q,沿斜面向上的恒力F作用于A球,可使A、B保持间距r不变沿斜面向上匀加速运动,已知重力加速度为g,静电力常量为k,求:(1)加速度a的大小;(2)F的大小.解析 (1)根据库仑定律,两球间相互吸引的库仑力为F=k=k对B球由牛顿第二定律有F-mgsin 30=ma联立解得加速度为a=g.(2)把A球和B球看成整体,由牛顿第二定律有F-2mgsin 30=2ma,解得F=2k.答案 (1)g(2)2k13.如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R

12、的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点.现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑.已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2.(1)求小球滑到C点时的速度大小;(2)若以C点为零电势点,试确定A点的电势.解析 (1)因为B、C两点电势相等,故小球从B到C运动的过程中电场力做的总功为零.由几何关系可得BC的竖直高度hBC=,根据动能定理有mg,解得vC=.(2)小球从A到C,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有mg3R+W电=,又根据电场力做功与电势能的关系有W电=EpA-EpC=-qA-(-qC).又因为C=0,可得A=-.答案 (1)(2)-