人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量习题课3电场性质的理解和应用含答案

(限时：20分钟)【合格考练】1．(多选)图中实线是一簇竖直的未标明方向的匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，且在a点速度垂直于电场线，则根据此图可知()A．带电粒子带正电B．带电粒子在a、b两点的受力方向竖直向下C．带电粒子在a点的水平速度等于在b点的水平速度D．带电粒子在a点的速度小于在b点的速度答案：BCD2．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定()A．M点电势小于N点电势B．M点电场强度大于N点电场强度C．粒子动能逐渐增大D．粒子电势能逐渐增大答案：C3．(多选)某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则()A．在O～x1之间不存在沿x方向的电场B．在O～x1之间存在着沿x方向的匀强电场C.在x1～x2之间存在着沿x方向的匀强电场D．在x1～x2之间存在着沿x方向的非匀强电场答案：AC4.(多选)如图，平面内有静止的等量异种点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是()A．M、P两点的电场强度相同B．N、P两点的电场强度相同C．M、N两点连线是一条等势线D．电子在M点的电势能比在P点的电势能小答案：BD5．(多选)图甲中直线PQ表示电场中的一条电场线，质量为m、电荷量为q的带负电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动，经过P点时速度为v0，到达Q点时速度减为零，粒子运动的v－t图像如图乙所示。下列判断正确的是()A．Q点电势高于P点电势B．P点场强大于Q点场强C．P、Q两点间的电势差为eq\f(mveq\o\al(2,0),2q)D．带负电的粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能答案：BC【等级考练】6.(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的检验电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三个点，R点在等势面b上，据此可知()A．三个等势面中，c的电势最低B．检验电荷在R点的加速度方向与运动轨迹相切C．Q点的电场强度小于P点的电场强度D．检验电荷在P点的电势能比在Q点的小解析：选AC。根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知正电荷所受的电场力应向下，所以电场线向下，c的电势最低，故A正确；由于加速度的方向与电场线的方向相同，而电场线垂直于等势面，所以点电荷在R点的加速度方向垂直于等势面b，指向轨迹内侧，故B错误；等差等势面的疏密程度表示电场强度大小，由题图可知，P点等势面比Q的更密，则Q点的场强小于P点场强，故C正确；由于电场线向下，则Q点电势低于P点电势，正电荷在电势高处电势能大，可知在P点的电势能大，故D错误。7．(多选)如图，实线a、b、c是某一电场中的三条等势线，虚线为电子仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，则()A．等势线a的电势比等势线c的电势高B．电子在P点的速度小于在Q点的速度C．电子在P点的加速度大于在Q点的加速度D．电子在P点的电势能小于在Q点的电势能解析：选BC。电子的运动轨迹与等势线b的交点处受力垂直等势面向下，因此电场方向垂直等势线b向上，所以等势线a的电势比等势线c的电势低，A错误；电子从P点到Q点，速度方向与受力方向的夹角小于90°，则电子做加速运动，所以电子在P点的速度小于在Q点的速度，B正确；由题图可知，P点所在位置的等势线比Q点所在位置的等势线更密，所以P点的电场强度大于Q点的电场强度，所以电子在P点的加速度大于在Q点的加速度，C正确；电子从P点到Q点电场力做正功，电势能减小，所以电子在P点的电势能大于在Q点的电势能，D错误。8．如图所示，虚线a、b、c表示在O处某一点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面间的间距相等。一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中1、2、3、4表示电子的运动轨迹与等势面的一些交点。由此可以判定()A．电子在1、2、3、4位置处所具有的电势能与动能的总和一定相等B．O处的点电荷一定带正电C．a、b、c三个等势面的电势关系是φa＞φb＞φcD．电子从位置1到2和从位置3到4的过程中电场力做功的大小关系是eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(W12))＝2W34解析：选A。电子在运动的整个过程中，只受电场力，故只有电场力做功，电场力做功等于电势能的减少量，总功又等于动能的增加量，故电势能和动能之和守恒，A正确；由于曲线运动的合力应该指向内侧，故从电子的运动轨迹可以看出，电子受到排斥力，故场源电荷是负电荷，B错误；由于场源电荷是负电荷，又由于沿着电场线电势降低，故结合负点电荷的电场线分布规律可以知道φa<φb<φc，C错误；由于负点电荷的电场不是匀强电场，电场线越密的地方，等差等势面也越密，故从位置1到位置2电场力做的功大于从位置3到位置4电场力做功的两倍，D错误。9．(2024·江苏扬州中学校考)如图1所示，x轴上x＝－1m和x＝1m处分别固定A、B两点电荷，取电场强度沿x轴正方向为正，x轴上x＞1m区域的电场强度分布如图2所示，放入其中的电荷仅受电场力作用，由此可知()A．A、B两点电荷电性可能相同B．在有限范围内，x轴上仅有一处电场强度为零C．A、B两点电荷电荷量大小之比qA∶qB＝4∶1D．将一正点电荷从x＝3m处由静止释放，仅在电场力作用下还能回到x＝3m处解析：选B。根据题图2可知，x＝2m处的电场强度为0，则A、B两点电荷电性必定相反，A错误；由于x＝2m处的电场强度为0，可知A带正电，B带负电，则在A、B之间A的电场方向向右，B的电场方向也向右，即A、B之间电场的方向始终不可能为0，A的电荷量大一些，A的左侧电场由A电荷决定，即A左侧的电场强度也不可能为0，即在有限范围内，x轴上仅有x＝2m位置一处电场强度为零，B正确；由于x＝2m处的电场强度为0，则有keq\f(qA,32)＝keq\f(qB,12)，解得qA∶qB＝9∶1，C错误；根据图像，将一正点电荷从x＝3m处由静止释放，所受电场力方向始终沿x轴正方向，即该电荷将在电场力作用下沿x轴正方向做加速运动，不可能回到x＝3m处，D错误。10．(2024·广东深圳市宝安中学月考)在x轴上自左向右分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是()A．点P处应该有一个带正电的点电荷B．|q1|＞|q2|C．C点的电场强度大于A点的电场强度D．将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小解析：选B。由题图知从O到D电势先不断降低后再升高再降低，则两个点电荷必定是异种电荷，且P点电势为最低，可知点P处应该有一个带负电的点电荷，故A错误；根据φ－x图像切线的斜率等于电场强度，可知C点合电场强度为零，A点的合电场强度不等于零，则A点的电场强度比C点的大，由于C点与点电荷q2的距离较q1近，根据E＝keq\f(q,r2)，可知电荷量|q1|＞|q2|，故B正确，C错误；将一负点电荷从B移到D点，电势先升高后降低，根据Ep＝－qφ可知，电势能先减小后增大，故D错误。11．(2024·广东中山月考)两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一个电荷量为＋2×10－7C，质量为0.1kg的小物块(可视为质点)从C点由静止释放，其运动的v－t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线(图中标出了该切线)斜率最大的位置，则下列说法正确的是()A．由C到A的过程中物块的电势能一直在增大B．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝1×106V/mC．由C点到A点电势逐渐升高D．A、B两点间的电势差UBA＝500V解析：选D。由v－t图像可知，由C到A的过程中，物块的速度一直增大，电场力对物块做正功，电势能一直减小，故A错误；v－t图像的斜率表示加速度，则带电粒子在B点的加速度最大，且amax＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4×10－2,7－5)m/s2＝2×10－2m/s2，则小物块在B点所受的电场力最大，Fmax＝mamax＝2×10－3N，则B点处电场强度最大，且最大值Emax＝eq\f(Fmax,q)＝eq\f(2×10－3,2×10－7)V/m＝104V/m，故B错误；两个等量同种正电