（浙江選考）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 3 第3節(jié) 電場(chǎng)能的性質(zhì)練習(xí)（含解析）

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1、電場(chǎng)能的性質(zhì) 1．(2016·4月浙江選考)如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1＝＋9.0×10－8 C和Q2＝－1.0×10－8 C，分別固定在x坐標(biāo)軸上，其中Q1位于x＝0處，Q2位于x＝6 cm處．在x軸上(　　) A．場(chǎng)強(qiáng)為0的點(diǎn)有兩處 B．在x>6 cm區(qū)域，電勢(shì)沿x軸正方向降低 C．質(zhì)子從x＝1 cm運(yùn)動(dòng)到x＝5 cm處，電勢(shì)能升高 D．在09 cm的區(qū)域，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向 答案：D 2．(2019·寧波六校聯(lián)考)如圖所示，O為兩個(gè)等量同種正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，a、b、c、d是以O(shè)為圓心的圓周上的四個(gè)點(diǎn)，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

2、 A．a(chǎn)、c電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B．b、O、d三點(diǎn)電勢(shì)相等 C．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，電勢(shì)均為零 D．把電子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電子的電勢(shì)能增大 解析：選D.a、c電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，A錯(cuò)誤；b、d電勢(shì)相等，O點(diǎn)電勢(shì)高于b、d，B錯(cuò)誤；O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，但電勢(shì)大于零，C錯(cuò)誤；把電子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電勢(shì)變低，電勢(shì)能變大，D正確． 3.如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線．在電場(chǎng)力作用下，一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)A點(diǎn)飛向B點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．粒子帶正電 B．粒子在A點(diǎn)加速度大 C．粒子在B點(diǎn)動(dòng)能大 D．A、B兩點(diǎn)相比，B點(diǎn)電勢(shì)較低 解析：選

3、D.由題圖分析可知，帶電粒子所受電場(chǎng)力指向其軌跡內(nèi)側(cè)，因此電場(chǎng)力方向和電場(chǎng)線方向相反，故粒子帶負(fù)電，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B點(diǎn)處電場(chǎng)線密，電場(chǎng)強(qiáng)度較大，故電場(chǎng)力較大，因此粒子在B點(diǎn)加速度比A點(diǎn)要大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從A到B過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，因此粒子在A點(diǎn)動(dòng)能大于B點(diǎn)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，因此A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)，故選項(xiàng)D正確． 4.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點(diǎn)，在圓心處有一固定的正點(diǎn)電荷，B點(diǎn)為AC的中點(diǎn)，C點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為－q、套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿桿下滑．已知重力加速度為g

4、，A點(diǎn)距過(guò)C點(diǎn)的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為2.求： (1)小球滑到C點(diǎn)時(shí)的速度大??； (2)若以C點(diǎn)作為參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))，試確定A點(diǎn)的電勢(shì)． 解析：(1)因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故小球從B到C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電場(chǎng)力做的總功為零． 由幾何關(guān)系可得BC的豎直高度hBC＝ 根據(jù)動(dòng)能定理有mg·＝－ 解得vC＝. (2)小球從A到C，重力和電場(chǎng)力均做正功，所以由動(dòng)能定理有mg·3R＋W電＝， 又根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系： W電＝EpA－EpC＝－qφA－(－qφC)． 又因?yàn)棣誄＝0，可得φA＝. 答案：(1)　(2) 【課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)】 一、選擇題

5、 1．(2019·嘉興高三檢測(cè))下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．由庫(kù)侖定律F＝可知，r→0時(shí)，F(xiàn)→∞ B．由電場(chǎng)強(qiáng)度E＝可知，電場(chǎng)強(qiáng)度E與電荷量q成反比 C．由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E＝可知，r一定時(shí)，電荷量Q越大，場(chǎng)強(qiáng)E越大 D．由電勢(shì)差U＝Ed可知，電場(chǎng)強(qiáng)度一定時(shí)，兩點(diǎn)間距離越大，這兩點(diǎn)間電勢(shì)差越大 答案：C 2．靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量．一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x＝0為中心、沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)．已知該粒子質(zhì)量為m、電量為－q，忽略重力．規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度E、加速度a、速度v的正方向，如圖分別表示x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

6、E，小球的加速度a、速度v和動(dòng)能Ek隨x的變化圖象，其中正確的是(　　) 答案：D 3．(2019·臺(tái)州質(zhì)檢)如圖所示，固定在Q點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn)，已知rM＜rN.下列敘述正確的是(　　) A．若把一正的試探電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則靜電力對(duì)該電荷做正功，電勢(shì)能增加 B．若把一正的試探電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則該電荷克服靜電力做功，電勢(shì)能增加 C．若把一負(fù)的試探電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則靜電力對(duì)該電荷做正功，電勢(shì)能減少 D．若把一負(fù)的試探電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，再?gòu)腘點(diǎn)沿不同路徑移回到M點(diǎn)，電勢(shì)能不變 答案：D 4．如圖所示，M、N是兩個(gè)帶有等量異種電

7、荷的點(diǎn)電荷，ABCD是一個(gè)正方形，MACN共線且MA＝CN，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同 B．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) C．B點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)電勢(shì) D．A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差大于D、C兩點(diǎn)電勢(shì)差 解析：選A.根據(jù)電場(chǎng)疊加原理知A、B兩點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向都向右，故A正確．根據(jù)電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)知A、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同，故B錯(cuò)誤．等量異種電荷連線的垂直平分線是等勢(shì)線，B、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故C錯(cuò)誤．由B、D連線左右兩側(cè)電場(chǎng)線疏密程度相同，可知A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差等于D、C兩點(diǎn)電勢(shì)差，故D錯(cuò)誤． 5．(2019·溫州適應(yīng)性檢測(cè))在兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的連線上，有與連線中點(diǎn)O

8、等距的兩點(diǎn)a、b，則下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同 C．a(chǎn)、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等 D．同一試探電荷放在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等 解析：選B.將電荷從O移到a或b電場(chǎng)力做功相等，則a、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相同，所以a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，故A、C正確．場(chǎng)強(qiáng)既包含大小也包含方向，ab兩點(diǎn)大小相同，方向相反，故B錯(cuò)誤．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，根據(jù)Ep＝qφ，同一電荷在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能相同，故D正確． 6．空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．O點(diǎn)的電勢(shì)

9、最低 B．x2點(diǎn)的電勢(shì)最高 C．x1和－x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 D．x1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 解析：選C.題圖中從O點(diǎn)沿＋x軸方向，場(chǎng)強(qiáng)為正值，位移為正值，所以圖線與x軸包圍的面積表示的電勢(shì)差為正，表示沿＋x軸方向的電勢(shì)逐漸降低，即O點(diǎn)電勢(shì)依次大于x1點(diǎn)、x2點(diǎn)、x3點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤．而圖中沿－x軸方向，場(chǎng)強(qiáng)為負(fù)值、位移為負(fù)值，所以圖線與x軸包圍的面積表示的電勢(shì)差也為正，即沿－x軸方向的電勢(shì)也逐漸降低．因從－x1點(diǎn)移到x1點(diǎn)，E－x圖線在O點(diǎn)兩側(cè)所包圍的面積相等，表示這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，所以－x1和x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等，選項(xiàng)C正確．此電場(chǎng)實(shí)際上是等量同種正電荷，從兩電荷連線的中點(diǎn)

10、沿中垂線向兩側(cè)外移動(dòng)的電場(chǎng)模型．故選C. 7．(2019·金華月考)某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個(gè)圓周上的四點(diǎn)，其中MN為圓的直徑，則(　　) A．一正電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能 B．將一個(gè)負(fù)電荷由P點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力不做功 C．M點(diǎn)的電勢(shì)與Q點(diǎn)的電勢(shì)一樣高 D．O、M間的電勢(shì)差等于N、O間的電勢(shì)差 解析：選A.正電荷從O點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，正電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)A正確；等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，分別過(guò)四點(diǎn)大致作出等勢(shì)面可看出，P、N不在同一等勢(shì)面上，M、Q也不在同一等勢(shì)面上，則負(fù)電荷由P點(diǎn)

11、移動(dòng)到N點(diǎn)電場(chǎng)力做功不為零，所以B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；O、M間的電勢(shì)差和N、O間的電勢(shì)差U＝Ed，雖然沿電場(chǎng)方向距離相等，但不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 8．(多選)(2019·浙江省溫州聯(lián)考選考科目)空間中存在著沿x軸方向的靜電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系圖象如圖所示，圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱，A、B是x軸上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)，對(duì)于下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電子在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能不相等 B．電子在A、B兩點(diǎn)的加速度方向相反 C．電子從A點(diǎn)由靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是曲線 D．若取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則O點(diǎn)處電勢(shì)一定為正 解析：選BD.電子從A移動(dòng)到B，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，總功為零

12、，故A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，故A錯(cuò)誤；電子在A、B兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向相反，大小相等，故加速度方向相反，大小相等，故B正確；由于電場(chǎng)力方向與x軸平行，速度方向與合力方向始終共線，故一定做直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；電勢(shì)高低與場(chǎng)強(qiáng)大小無(wú)關(guān)，場(chǎng)強(qiáng)為零，電勢(shì)不一定為零；本題中，將一個(gè)正的試探電荷從O點(diǎn)移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力做正功，說(shuō)明電勢(shì)是降低的，若取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則O點(diǎn)處電勢(shì)一定為正，故D正確． 9．(多選)(2019·杭州質(zhì)檢)如圖所示，A、B、C、D是圓周上的四個(gè)點(diǎn)，四個(gè)點(diǎn)上放著兩對(duì)等量的異種點(diǎn)電荷，AC⊥BD且相交于圓心O，BD上的M、N兩點(diǎn)關(guān)于圓心O對(duì)稱．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．M、

13、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同 B．M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)不相同 C．一個(gè)電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的總功為零 D．一個(gè)電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電勢(shì)能一直減少 解析：選AC.根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝和電場(chǎng)的疊加原理可知，M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，則電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A正確．等量異號(hào)電荷連線的中垂線是等勢(shì)面，M、N兩點(diǎn)對(duì)AB兩個(gè)電荷的電場(chǎng)來(lái)說(shuō)電勢(shì)不等，是M點(diǎn)的電勢(shì)低；對(duì)CD兩個(gè)電荷的電場(chǎng)來(lái)說(shuō)M點(diǎn)的電勢(shì)高，由對(duì)稱性可知，M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，故B錯(cuò)誤．M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，根據(jù)W＝qU，知電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的總功為零，故C正確．電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，

14、電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，故D錯(cuò)誤． 10．(多選)如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與此平面平行，M為a、c連線的中點(diǎn)，N為b、d連線的中點(diǎn)．一電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W1；若該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W2.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．此勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行 B．若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功一定為 C．若c、d之間的距離為L(zhǎng)，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小一定為 D．若W1＝W2，則a、M兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差 解析：選BD.利用電場(chǎng)力做功W＝qU，

15、可以找到兩點(diǎn)之間電勢(shì)差的關(guān)系，要知道中點(diǎn)電勢(shì)和兩端點(diǎn)電勢(shì)之間的關(guān)系． A選項(xiàng)根據(jù)題意無(wú)法判斷，故A項(xiàng)錯(cuò)誤； 由于電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，M為a、c連線的中點(diǎn)，N為b、d連線的中點(diǎn)，所以φM＝φc－＝ φN＝φd－＝ 若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功一定為 W＝qUMN＝q(φM－φN)＝q－q＝＝，故B正確； 因?yàn)椴恢绖驈?qiáng)電場(chǎng)方向，所以場(chǎng)強(qiáng)大小不一定是，故C錯(cuò)誤； 若W1＝W2，說(shuō)明Ucd＝Uab UaM－UbN＝(φa－φM)－(φb－φN) 又因?yàn)棣誐＝φc－＝，φN＝φd－＝ 解得：UaM－UbN＝0，故D正確． 二、非選擇題 11．(2019·浙江9＋1聯(lián)盟聯(lián)考

16、)有一個(gè)帶電荷量q＝3×10－6 C的點(diǎn)電荷，從某電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做6×10－4 J的功，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功9×10－4 J，求： (1)A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差； (2)A、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差，并說(shuō)明A、C兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)較高． 解析：(1)A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UAB＝＝ V＝－200 V. (2)B、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UBC＝＝ V＝300 V； 故A、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAC＝UAB＋UBC＝－200 V＋300 V＝100 V 因?yàn)閁AC＞0，所以A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)高100 V. 答案：(1)－200 V　(2)100 V　A點(diǎn)電勢(shì)較高 12．(2019·舟

17、山階段性檢測(cè))如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線拴住質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，線的上端O固定，開(kāi)始時(shí)將線和球拉成水平，松開(kāi)后，小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng)，當(dāng)擺過(guò)60°角時(shí)，速度又變?yōu)?.求： (1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB； (2)電場(chǎng)強(qiáng)度E. 解析：(1)小球在A、B間擺動(dòng)，根據(jù)能量守恒定律有EpA＝EpB.取A點(diǎn)為零勢(shì)能的參考點(diǎn)，即EpA＝0，則EpB＝－mglsin 60°＋qUBA＝0，所以UBA＝，UAB＝－. (2)方法一：由E＝ d＝l·cos 60°＝ 則E＝mg. 方法二：小球在平衡位置的受力如圖，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件有 qE＝mgtan 60°， 解得電場(chǎng)強(qiáng)度E＝. 答案：(1)－　(2) - 8 -