2021版高考物理一轮复习第七章电场2电场能的性质创新练3含解析_第1页
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PAGE3-电场能的性质4.(多选)如图所示,水平面内的等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点,光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L,D在AB边上的竖直投影点为O。一对电荷量均为-Q的点电荷分别固定于A、B两点。在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响),将小球由静止开始释放,已知静电力常量为k、重力加速度为g,且kQqL2=33mg,忽略空气阻力,A.轨道上D点的场强大小为mgB.小球刚到达C点时,其加速度为零C.小球刚到达C点时,其动能为32D.小球沿直轨道CD下滑过程中,其电势能先增大后减小【解析】选B、C。由点电荷场强公式可得,轨道上D点的场强为:ED=2kQL2cos30°=mgq,选项A错误;同理可得轨道上C点的场强也为:EC=mgq,在C点,由牛顿第二定律可得:mgsin45°-Eqcos45°=ma,解得a=0,选项B正确;从D到C,电场力做功为零,根据动能定理可得:EkC=mgLsin60°=32mgL,选项C正确;小球沿直轨道CD下滑过程中,电场力先做正功,后做负功,则其电势能先减小后增大,选项D【补偿训练】在电场强度大小为E的匀强电场中,将一个质量为m、电荷量为+q的带电小球由静止开始释放,带电小球沿与竖直方向成θ角的方向做直线运动。关于带电小球的电势能Ep和机械能W的判断,正确的是 ()A.若sinθ<qEmg,则Ep一定减少,WB.若sinθ=qEmg,则Ep、WC.若sinθ=qEmg,则Ep一定增加,WD.若tanθ=qEmg,则Ep可能增加,W【解析】选B。带电小球由静止开始释放,只受重力和电场力,其电势能与机械能之和保持不变。画出带电小球运动中可能的受力图,由图可知,若sinθ=qEmg,则所受电场力与位移垂直,电场力不做功,电势能Ep一定不变,而重力做正功,重力势能减小,动能增加,机械能W一定不变,选项B正确、C错误。若sinθ<qEmg,则电场力与位移夹角可能小于90°,电场力做正功,电势能Ep减少,机械能W增加,也可能大于90°,电场力做负功,电势能Ep增加,机械能W减小,选项A错误。

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