（课堂设计）高中物理 2.3 研究电场的能的性质（二）同步精练 沪科版选修3-1

第3课时研究电场的能的性质（二）1.下列关于等势面的说法中正确的是 ()A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B．等势面上各点的场强相等C．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面D．匀强电场中的等势面是相互平行的垂直电场线的一簇平面答案：CD2．下列说法中正确的是 ()A．电场中电势越高的地方，电荷在那一点具有的电势能越大B．电场强度越大的地方，电场线一定越密，电势也一定越高C．电场强度为零的地方，电势一定为零D．某电荷只在电场力作用下在电场中沿电场线的方向移动一定的距离，电场线越密的地方，它的加速度越大解析：解本题的关键是，区分场强、电势、电势能概念及与电场线的关系．由于存在两种电荷，故A项错误；电场线的疏密表示场强的大小，而电场线的方向才能反映电势的高低，故B项错误；电场线越密，电场力越大，电荷的加速度越大，D项正确；电势是相对量，其零电势位置可随研究问题的需要而任意确定，故“一定为零”是错误的，C项错误．故正确答案为D.答案：D图2－3－143.如图2－3－14所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q产生的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中 图2－3－14A．小物块所受电场力逐渐减小B．小物块具有的电势能逐渐减小C．M点的电势一定高于N点的电势D．小物块的电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功答案：ABD4．下列公式适用于任何电场的是 ()A．W＝qU B．U＝EdC．E＝eq\f(F,q) D．E＝keq\f(Q,r2)答案：AC5．如图2－3－15所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中 ()A．小球先减速运动后加速运动B．小球做匀速直线运动图2－3－15C．小球做匀变速运动图2－3－15D．以上说法都不正确解析：点电荷和金属板之间的电场的电场线分布如图所示，终止于带电平板的电场线垂直于平板表面，说明带电平板的表面是一个等势面，金属球在它上面的滚动即是在同一等势面上移动电荷，电场力不做功，所以小球应做匀速直线运动．答案：B6．在电场中，一个电子由a点移到b点时电场力做功为5eV，则以下说法中正确的是 ()A．电场强度的方向一定由b沿直线指向aB．a、b两点间电势差Uab＝5VC．电子的电势能减少5eVD．电子的电势能减少5J图2－3－16图2－3－167.如图2－3－16所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有 ()A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EAC．UAB＜UBC D．UAB＝UBC解析：A、B、C三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降低，故φA＞φB＞φC，A正确；由电场线的密集程度可看出电场强度的大小关系为EC＞EB＞EA，B对；电场线密集的地方电势降低较快，故UBC＞UAB，C对D错．答案：ABC图2－3－178．如图2－3－17所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm，把一个电荷量q＝10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向为 图2－3－17A．865V/m，垂直AC向左B．865V/m，垂直AC向右C．1000V/m，垂直AB斜向上D．1000V/m，垂直AB斜向下解析：把电荷q从A移到B，电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线AB即为等势线，场强方向应垂直于直线AB，可见，选项A、B不正确．UBC＝eq\f(WBC,q)＝eq\f(－1.73×10－3,10－5)V＝－173VB点电势比C点低173V，因电场线指向电势降低的方向，所以场强方向必垂直于AB斜向下，场强大小E＝eq\f(U,d)＝eq\f(U,\x\to(BC)sin60°)＝eq\f(173,0.2×\f(\r(3),2))V/m＝1000V/m.答案：D图2－3－189.图2－3－18中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电荷的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为 ()图2－3－18A．8eV B．13eVC．20eV D．34eV解析：设相邻等势面之间的电势差大小为U，正电荷从a运动到b，动能减少，可知b点的电势高于a点，则φa＝－2U，φb＝U，设正电荷的电荷量为q，则正电荷在a点、b点的电势能Epa＝－2qU，Epb＝qU，据能量守恒定律Eka＋Epa＝Ekb＋Epb，代入数据得qU＝7eV.设点电荷运动到某一位置为c点时，其动能、电势能分别为Ekc、Epc，据能量守恒定律Eka＋Epa＝Ekc＋Epc，得：26eV＋(－14eV)＝Ekc＋(－8eV)，Ekc＝20eV.答案：C图2－3－1910.在图2－3－19中，a，b带等量异种电荷，MN为ab连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射出，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子重力，则在飞越该电场的整个过程中 图2－3－19A．该粒子带负电荷B．该粒子的动能先增大后减小C．该粒子的电势能先减小后增大D．该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v0答案：ABCD11．静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点，若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷q/m，为 ()A.eq\f(va2－vb2,φb－φa) B.eq\f(vb2－va2,φb－φa)C.eq\f(va2－vb2,2φb－φa) D.eq\f(vb2－va2,2φb－φa)解析：由电势差公式以及动能定理：W＝qUab＝q(φa－φb)＝eq\f(1,2)m(vb2－va2)，可得比荷为eq\f(q,m)＝eq\f(vb2－va2,2φa－φb).答案：C12.如图2－3－20所示，匀强电场电场线与AC平行，把电荷量为10－8C的负电荷从A点移到B点，电场力做功6×10－8J，AB长6cm.AB与AC图2－3－20图2－3－20(2)设B处电势为1V，则A处电势为多少？(3)场强为多少？电子在A点电势能为多少？解析：(1)将负电荷从A移至B，电场力做正功，所以所受电场力方向沿A至C.又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向应为C至A方向．(2)由W＝qU，得UAB＝eq\f(W,q)＝eq\f(6×10－8J,－10－8C)＝－6V.且UAB＝φA－φB＝－6V.故φA＝φB＋UAB＝1V－6V＝－5V，即A点的电势为－5V.(3)由B向AC作垂线交AC于D，D与B在同一等势面上．DA间的电势差