【全程复习方略】（广东专用）高考物理一轮复习 第九章 第2讲电势差 电势 电势能课时作业.doc

【全程复习方略】（广东专用）2014版高考物理一轮复习 第九章 第2讲电势差 电势 电势能课时作业(40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题至少一个答案正确,选不全得3分)1.(2010全国卷)关于静电场,下列结论普遍成立的是()a.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低b.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关c.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向d.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零2.(2013福州模拟)如图所示,虚线是某一静电场的一簇等势线及其电势值,一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从a点飞到b点,则下列判断正确的是()a.该粒子带负电b.a点的场强大于b点的场强c.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能d.粒子在a点的动能小于在b点的动能3.(2013吉安模拟)空间有一匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系o-xyz,m、n、p为电场中的三个点,m点的坐标为(0,a,0),n点的坐标为(a,0,0),p点的坐标为(a,a2,a2)。已知电场方向平行于直线mn,m点电势为0,n点电势为1v,则p点的电势为()a.22vb.32vc.14vd.34v4.(2013青岛模拟)如图所示,虚线所示的圆是某电场中某等势面的截面。a、b两个带电粒子以相同的速度,从电场中p点沿等势面的切线方向飞出,粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示,则在开始运动的一小段时间内(粒子在图示区域内),下列说法正确的是()a.a粒子所受电场力逐渐变小,b粒子所受电场力逐渐变大b.a粒子的速度将逐渐减小,b粒子的速度将逐渐增大c.a、b两粒子所带电荷的电性必定相反d.a、b两个粒子的电势能均减小5.真空中一点电荷形成的电场中的部分电场线如图所示,分别标记为1、2、3、4、5,且1、2和5、4分别关于3对称。以电场线3上的某点为圆心画一个圆,圆与各电场线的交点分别为a、b、c、d、e,则下列说法中正确的是()a.电场强度eaecb.电势bdc.将一正电荷由a点移到d点,电场力做正功d.将一负电荷由b点移到e点,电势能增大6.(2013嘉定区模拟)如图所示,在粗糙水平面上,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,并最终停止。在物块运动过程中,下列表述正确的是()a.两个物块的机械能守恒b.物块受到的库仑力不做功c.两个物块的电势能逐渐减少d.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力7.(2012广东高考)如图所示是静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有()a.带正电的矿粉落在右侧b.电场力对矿粉做正功c.带负电的矿粉电势能变大d.带正电的矿粉电势能变小8.(2011山东高考)如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,mn为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a与c关于mn对称,b点位于mn上,d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是()a.b点场强大于d点场强b.b点场强小于d点场强c.a、b两点的电势差等于b、c两点的电势差d.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能9.如图所示,ac、bd为圆的两条互相垂直的直径,圆心为o,半径为r,将带等量电荷的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于ac对称,+q与o点的连线和oc夹角为30,下列说法正确的是()a.a、c两点的电势关系是a=cb.b、d两点的电势关系是b=dc.a、o点的场强大小、方向相同d.b、d点的场强大小、方向相同10.如图甲所示,一条电场线与ox轴重合,取o点电势为零,ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示,若在o点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则()a.电子将沿ox方向运动b.电子的电势能将增大c.电子运动的加速度恒定d.电子运动的加速度先减小后增大二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)如图所示,带电荷量为q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的c点,斜面上有a、b两点,且a、b和c在同一直线上,a和c相距为l,b为ac中点。现将一带电小球从a点由静止释放,当带电小球运动到b点时速度正好又为零。已知带电小球在a点处的加速度大小为g4,静电力常量为k,求:(1)小球运动到b点时的加速度大小。(2)b和a两点间的电势差(用q和l表示)。12.(能力挑战题)(15分)如图所示,有三根长度均为l=0.3m的不可伸长的绝缘细线,其中两根的一端分别固定在天花板上的p、q点,另一端分别拴有质量均为m=0.12kg的带电小球a和b,其中a球带正电,电荷量为q=310-6c。a、b之间用第三根线连接起来。在水平向左的匀强电场e作用下,a、b保持静止,悬线仍处于竖直方向,且a、b间细线恰好伸直。(静电力常量k=9109nm2/c2,取g=10m/s2)(1)此匀强电场的电场强度e为多大;(2)现将pa之间的线烧断,由于有空气阻力,a、b球最后会达到新的平衡位置。求此时细线qb所受的拉力ft的大小,并求出a、b间细线与竖直方向的夹角;(3)求a球的电势能与烧断前相比改变了多少(不计b球所带电荷对匀强电场的影响)。答案解析1.【解析】选c。在正电荷的电场中,离正电荷近,电场强度大,电势高,离正电荷远,电场强度小,电势低;而在负电荷的电场中,离负电荷近,电场强度大,电势低,离负电荷远,电场强度小,电势高,a错误;电势差的大小取决于电场线方向上两点的间距和电场强度,所以b错误;沿电场线方向电势降低,而且降落速度最快,c正确;在电场中移动电荷,电场力做功的大小仅与两点间电势差有关,所以d错误。2.【解析】选b。由于电场线是从电势高的等势面指向电势低的等势面,所以可以判断出此电场是由负电荷所产生的,位置大约在a点左上方,由粒子轨迹的弯曲方向可判断该粒子带正电,由a到b电场力做负功,电势能增大,动能减小,故本题只有b对。【变式备选】如图所示,一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。m和n是轨迹上的两点,其中m点是轨迹的最右点。不计重力,下列表述正确的是()a.粒子在m点的速率最大b.粒子所受电场力沿电场方向c.粒子在电场中的加速度不变d.粒子在电场中的电势能始终在增加【解析】选c。根据做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧的特点,再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场线方向相反,b错;从n点到m点电场力做负功,粒子做减速运动,电势能增加,当达到m点后电场力做正功,粒子做加速运动,电势能减小,则粒子在m点的速度最小,a、d错;在整个过程中粒子只受电场力,根据牛顿第二定律可知加速度不变,c正确。3.【解析】选d。将立体图画成平面图,如图所示,p为p在xoy平面上的投影,p为p在mn上的投影,p与p、p具有相等的电势,可见p点沿电场线方向为mn的四等分点,p点的电势为34v,故p点的电势为34v,a、b、c错误,d正确。4.【解析】选a、c、d。电场线的疏密代表电场的强弱,由图可知越靠近圆心电场线越密,场强越大,故a出发后的一小段时间内其所处的位置的场强越来越小,而b出发后的一小段时间内其所处的位置场强越来越大,所以出发后的一小段时间内a受到的电场力变小,b受到的电场力变大,故a正确。由于出发后电场力始终对电荷做正功,所以两电荷的电势能均减小,动能越来越大,故两个电荷的速度都将越来越大,故b错误d正确。由于两电荷所受的电场力的方向相反,所以a、b两粒子所带的电荷的电性相反,故c正确。5.【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)等势面与电场线垂直,题图中的圆不是等势面。(2)沿电场线方向,等势面的电势逐渐降低。【解析】选a、d。由点电荷电场分布特点可知,以点电荷为圆心的圆上各点的电势和场强大小均相等,沿题图所示的电场方向,等势面的电势越来越低,电场线越来越密,故eaec,a正确;b=d,b错误;uad0,正电荷由a点移到d点时,wad=uadq0,负电荷由b点移到e点时,wbe=ube(-q)d,b错;根据等量异号点电荷电场中电场线的形状及特点可知,a、o点的场强方向相同、大小关系为eoea,c错;b、d两点场强方向不同,大小相同,d错。10.【解析】选a、d。由题图乙可知,沿x轴正方向电势越来越高,故电场线方向沿x轴负方向,电子受到的电场力沿x轴正方向,故电子将沿ox方向运动,电子的电势能将减小,a正确,b错误;因电势随x的增大,其变化率先减小后增大,故沿x轴正方向,电场强度先减小后增大,电子运动的加速度先减小后增大,d正确,c错误。【总结提升】由-x图像分析场强、电势的大小关系(1)在-x图像中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。(2)电场强度的大小等于-x图线的斜率大小,电场强度为零处,-x图线存在极值,其切线的斜率为零。(3)在-x图像中分析移动电荷时电势能的变化,可用wab=quab,分析wab的正负,然后作出判断。11.【解析】(1)带电小球在a点时:mgsin30-kqql2=maa。(3分)带电小球在b点时:kqq(l2)2-mgsin30=mab(3分)且aa=g4可解得:ab=g2(1分)(2)由a点到b点应用动能定理得:mgsin30l2-ubaq=0。(3分)由mgsin30-kqql2=maa=mg4可得:14mg=kqql2(3分)可求得:uba=kql(2分)答案：(1)g2(2)kql12.【解析】(1)b球水平方向合力为零,则有qbe=kqqbl2(2分)所以e=kql2=9109310-60.32n/c=3105n/c(2分)(2)两球及细线最后位置