22届高中物理一轮总复习 课时练22　电场能的性质

这是一份22届高中物理一轮总复习 课时练22　电场能的性质，共7页。
1.(电势能)(2020山东济南模拟)如图所示,等量异种点电荷P、Q连线中点处有一电子,在外力F作用下处于静止状态。现让电荷Q沿连线向右移动一小段距离,此过程中电子一直处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.外力F逐渐减小,电子的电势能逐渐增大
B.外力F逐渐增大,电子的电势能逐渐增大
C.外力F逐渐增大,电子的电势能逐渐减小
D.外力F逐渐减小,电子的电势能逐渐减小
2.(等势面)(2020北京卷)真空中某点电荷的等势面示意如图,图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是( )
A.该点电荷一定为正电荷
B.P点的电场强度一定比Q点的电场强度大
C.P点电势一定比Q点电势低
D.正检验电荷在P点比在Q点的电势能大
3.(多选)(电场力做功、电势能)(2020江苏卷)如图所示,绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球(不计重力)。开始时,两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下,小球绕轻杆中点O转到水平位置,取O点的电势为0。下列说法正确的有( )
A.电场E中A点电势低于B点
B.转动中两小球的电势能始终相等
C.该过程静电力对两小球均做负功
D.该过程两小球的总电势能增加
4.
(电场线与运动轨迹)如图所示,MN是由一个正点电荷Q产生的电场中的一条电场线,一个带正电的粒子+q飞入电场后,在电场力的作用下沿一条曲线运动,先后通过a、b两点,不计粒子的重力,则( )
A.粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
B.a点电势φa小于b点电势φb
C.粒子在a点的动能Eka小于在b点的动能Ekb
D.粒子在a点的电势能Epa小于在b点的电势能Epb
5.(多选)(电场力做功、电势、电势能)(2020山东潍坊模拟)如图,平面直角坐标系内有a、b、c三点,位置如图所示,匀强电场平行于坐标平面。将电子从a点分别移到坐标原点和b点的过程中,电场力做功均为2 eV,知a点电势为2 V,以下说法正确的是( )
A.b点电势为零
B.电场强度大小为200 V/m
C.电子在c点电势能为-8 eV
D.将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功相同
6.(多选)如图是静电除尘器除尘原理图,M、N是直流高压电源的两极,通过某种机制使电场中的尘埃带上负电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。图示位置的a、b、c三点在同一直线上,且|ab|=|bc|,下列判断正确的是( )
A.N是直流高压电源的负极
B.电场中b点的电势高于c点的电势
C.同一个点电荷在电场中c点受到的电场力小于在a点受到的电场力
D.电场中c、b间的电势差Ucb小于b、a间的电势差Uba
7.
(2021年1月广东省适应性测试)如图所示,在某静电除尘器产生的电场中,带等量负电荷的两颗微粒只受电场力作用,分别从p点沿虚线pm、pn运动,被吸附到金属圆筒上。下列说法正确的是( )
A.p点的电势高于n点的电势
B.微粒在p点的电势能小于在m点的电势能
C.微粒从p到n的动能变化量大于从p到m的动能变化量
D.微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量
素养综合练
8.
如图所示,在真空中的M、N两点分别放置等量的异种电荷+q、-q,在通过M、N两点的竖直平面内相对于MN对称取一个圆形路径ABCD,圆心在MN连线的中点,两条直径AC与BD相互垂直,且AC与MN共线。设想将一个电子沿MN路径ABCDA顺时针方向运动一周,则以下分析正确的是( )
A.沿ABC,电场的电势降低,电子的电势能减小
B.沿BCD,电场力对电子先做正功,后做负功,总功为零
C.沿BCD,电子的电势能先增大,后减小,电势能的变化总量为零
D.沿CDA,电场的电势升高,电子的电势能增大
9.
(2020河南南阳模拟)如图所示,空间有一正三棱锥OABC,点A'、B'、C'分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正的点电荷,则下列说法中正确的是( )
A.A'、B'、C'三点的电场强度相同
B.△ABC所在平面为等势面
C.将一正的试探电荷从A'点沿直线A'B'移到B'点,静电力对该试探电荷先做正功后做负功
D.若A'点的电势为φA',A点的电势为φA,则A'A连线中点D处的电势φD一定小于φA'+φA2
10.
(2020黑龙江大庆模拟)如图所示,在匀强电场中有夹角为120°、长度均为2 cm的线段AC和CE,B、D分别为AC、CE的中点。将一电荷量为1.0×10-8 C的带正电的点电荷从C点移动到A点的过程中克服电场力做功2.0×10-8 J,将该点电荷从C点移动到E点的过程中,电场力做功2.0×10-8 J。C点电势为零,下列说法正确的是( )
A.匀强电场中B点电势为-1 V
B.匀强电场的电场强度大小为233 V/m
C.不能够作出过B点的等势线
D.将该点电荷沿直线由D点移动到A点,点电荷的电势能增加3.0×10-8 J
11.(多选)(2020浙江宁波高三下学期二模)如图甲所示,一绝缘的圆环上均匀分布着正电荷,一光滑细杆过圆心且垂直于圆环平面,杆上套有带正电的小球。t=0时刻把小球从a点由静止释放后,小球沿细杆运动经过b、c两点,小球运动的v-t图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.小球从a点运动到点的过程中电势能增大
B.圆环在圆心处产生的电场强度为0
C.a点的电场强度大于b点的电场强度
D.a、b两点电势差Uab小于b、c两点电势差Ubc
12.
在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B。A球的带电荷量为+2q,B球的带电荷量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线MP为A、B两球连线的垂直平分线,虚线NQ与MP平行且相距5L。最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线NQ的距离为4L。若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP、NQ间加上水平向右、电场强度大小为E的匀强电场后,求:
(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;
(2)带电系统向右运动的最大距离;
(3)带电系统从开始运动到速度第一次为零时,B球电势能的变化量。
参考答案
课时练22 电场能的性质
1.D 由题意可知,外力F向右,则电场力向左,可知P带正电,Q带负电;当电荷Q沿连线向右移动一小段距离时,电子所在的位置场强减小,电势升高,则电子受的电场力减小,外力F逐渐减小,电子的电势能降低,故选项D正确。
2.B 正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳,该点电荷不一定为正电荷,故A错误;相邻等势面间电势差相等,P点附近的等差等势面更加密集,故P点的电场强度一定比Q点的电场强度大,故B正确;正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳,若为正点电荷,则P点电势一定比Q点电势高,故C错误;从等势面的情况无法判断该点电荷为正点电荷还是负点电荷,无法判断P点电势与Q点电势的高低,就无法判断正检验电荷在P点和在Q点的电势能的大小,故D错误。
3.AB 沿电场线方向电势降低,A点电势低于B点电势,选项A正确;两小球的电荷量大小相等,电性相反,O点电势为零,关于O点对称,所以两小球的电势绝对值相等,一正一负,根据Ep=qφ可知电势能相等,转动过程中,两小球始终关于O点对称,电势能相等,选项B正确;WAB=EpA-EpB,根据电场力方向和两小球的运动方向,该过程静电力对两小球都做正功,两小球电势能减小,总电势能减小,选项C、D错误。
4.C 由题图可知粒子受力应向左方,因粒子带正电,故电场线的方向应向左,故正点电荷Q应在N一侧,故a处的电场强度大于b处的电场强度,故粒子在a处的电场力大于b处电场力,故a点的加速度大于b处的加速度,故A错误;沿电场线的方向电势降低,故a点的电势大于b点的电势,故B错误;粒子由a到b过程中,电场力做正功,故动能增大,故a点的动能小于b点的动能,故C正确;电场力做正功,故电势能减小,故a点的电势能Epa大于在b点的电势能Epb,故D错误。
5.BC
由题意可知,Uab=UaO=2eV-e=-2 V,因a点电势为2 V,则b、O两点的电势均为4 V,选项A错误;电场强度大小为:E=Ubaabcs60°=22×12×10-2 V/m=200 V/m,选项B正确;bc连线与电场强度E方向平行,则Ucb=E·bc=200×2×10-2 V=4 V,则c点的电势为8 V,电子在c点电势能为-8 eV,选项C正确;由于ab和bc的电势差不相等,则将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功不相同,选项D错误。
6.CD 因到达集尘极的尘埃带负电荷,那么电场强度的方向向左,因此电场线方向向左,则知N是直流高压电源的正极,故A错误;根据沿着电场线方向电势是降低的,因此电场中b点的电势低于c点的电势,故B错误;电场方向由集尘极指向放电极,电场线的分布由集尘极会聚于放电极,结合电场线的疏密来体现电场的强弱,那么电场中c点的电场强度小于a点的电场强度,故同一个点电荷在电场中c点受到的电场力小于在a点受到的电场力,故C正确;假设电场是匀强电场,由于|ab|=|bc|,那么b、a间的电势差Uba等于c、b间的电势差Ucb,但由于电场是非匀强电场,且电势φc>φb>φa,且沿着ca方向,电场强度越来越大,故电场中c、b间的电势差Ucb小于b、a间的电势差Uba,故D正确。
7.D 沿着电场线,电势逐渐降低,则有φn>φp,故A错误;负电荷从p到m运动,电场力做正功,电势能减小,有Epp>Epm,故B错误;两微粒均只受电场力而做正功,由动能定理有qU=ΔEk,因初末电势差相同,电荷量q相等,故电场力做功相等,电势能变化量相等,两微粒的动能变化量相等,故C错误,D正确。故选D。
8.C 由等量异种点电荷的电场线分布和等势面特点可以知道,直径BD所在的竖直平面为零点等势面,且BD左边电势大于零,BD右边电势小于零,所以沿ABC电势逐渐降低;电子带负电荷,对负电荷来说电势越低电势能越大,所以电子沿ABC运动,电势能增加;沿BCD电势先降低后升高,所以电场力对电子先做负功,后做正功,总功为零,所以电子的电势能先增大,后减小,电势能的变化总量为零;沿CDA电势逐渐升高,所以电子的电势能减小,故选项A、B、D错误,选项C正确。
9.D A'、B'、C'三点到O点的距离相等,根据点电荷的电场强度公式E=kQr2分析可知,A'、B'、C'三点的电场强度大小相等。但方向不同,故A错误。A、B、C的三个点到场源电荷的距离相等,在同一等势面,但其他点到场源电荷的距离与A、B、C三点到场源电荷的距离不等,故△ABC所在平面不是等势面,故B错误;将一正的试探电荷从A'点沿直线A'B'移到B'点,电势先升高后降低,电势能先增大后减小,则静电力对该试探电荷先做负功后做正功,故C错误。由于A'D间电场强度大于DA间电场强度,由U=Ed知,A'、D间的电势差大于DA间的电势差,则有φA'-φD>φD-φA,则φD