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1、考点规范练考点规范练 36 电场能的性质电场能的性质 一、单项选择题 1.(2018黑龙江大庆一模)关于静电场,下列说法正确的是( ) A.将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加 B.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,静电力做的正功越多,电荷在该点的电势 能越大 C.在同一个等势面上的各点,电场强度的大小必然是相等的 D.电势下降的方向就是电场强度的方向 2.(2018重庆模拟)如图所示,空间有两个等量的正点电荷,a、b 两点在其连线的中垂线上,则下列说法 一定正确的是( ) A.电场强度 EaEb B.电场强度 Eab D.电势 aEB B.电势 A=C0)
2、的粒子在匀强电场中运动,A、B 为其运动轨迹上的两点。 已知该粒子在 A 点的速度大小为 v0,方向与电场方向的夹角为 60;它运动到 B 点时速度方向与电场 方向的夹角为 30。不计重力。求 A、B 两点间的电势差。 8.如图所示,水平绝缘粗糙的轨道 AB 与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道 BC 平滑连接,半圆形 轨道的半径 R=0.4 m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场 强度 E=1.0104 N/C。现有一电荷量 q=+1.010-4 C、质量 m=0.1 kg 的带电体(可视为质点),在水平 轨道上的 P 点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形
3、轨道的最高点 C,然后落至水平轨道上的 D 点(图 中未画出)。g 取 10 m/s2。试求: (1)带电体运动到圆形轨道 B 点时对圆形轨道的压力大小; (2)D 点到 B点的距离 xDB; (3)带电体在从 P开始运动到落至 D 点的过程中的最大动能。(结果保留三位有效数字) 考点规范练 36 电场能的性质 1.B 解析 将负电荷由低电势点移到高电势点,电场力做正功,电势能减小,选项 A 错误;无论是正电荷 还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,因无穷远处电势能为零,因此静电力做正功越多,电荷在 该点的电势能越大,选项 B 正确;在同一等势面上,电势处处相等,电场强度不一定相等,选项 C
4、 错误;电 势下降最快的方向才是电场强度的方向,选项 D 错误。 2.C 解析 两个等量同种点电荷连线中点 O 的电场强度为零,无穷远处电场强度也为零,故从中点 O 沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小;由于两点电荷间距离以及 a、b 两点到 O 点的距 离未知,所以 a、b 两点的电场强度大小不能确定,A、B错误;根据电场强度的叠加原理可知,Oab 直 线上电场强度方向向上,沿着电场线方向电势逐渐降低,所以 a 点电势一定高于 b 点电势,C 正确,D 错 误。 3.C 解析 因为轨迹是抛物线,所以粒子受力恒定,所处电场是一个匀强电场,故不可能是点电荷形成 的电场,B错误;根据粒子在
5、做曲线运动过程中,受到的合力总指向轨迹内侧,并且粒子带正电,受到的 电场力方向和电场强度方向相同,可知粒子的运动轨迹有如图所示的 1、2 两种情况,由图线 2 可知电 场力一直做正功,电势能一直减小,动能增大,电势减小,由图线 1 可知电场力先做负功,后做正功,总功 为正功,电势能先增大后减小,总体减小,故一定有 ab,带电粒子在 b 点的动能一定大于在 a 点的动 能,A、D错误,C 正确。 4.B 解析 A 点的电势为 A=k+k ,C 点的电势为 C=k+k ,则 A、C 间的电势差为 UAC=A- - - - + C=-。质子从 A 移到 C,电场力做功为 WAC=eUAC=-0,将一
6、带负电粒 子由 A 经 B移至 C点过程中,电场力先做正功再做负功,C 错误;将一带正电粒子由 A 经 B 移至 C 点 过程中,电场力先做负功再做正功,电势能先增大再减小,D 正确。 7.解析 设带电粒子在 B点的速度大小为 vB。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变,即 vBsin 30=v0sin 60 由此得 vB=v0 3 设 A、B 两点间的电势差为 UAB,由动能定理有 qUAB= m() 1 2 2 02 联立式得 UAB=。 02 答案 02 8.解析 (1)设带电体通过 C 点时的速度为 vC,依据牛顿第二定律有 mg=m, 2 解得 vC=2.0 m/s。 设带电体通过 B
7、 点时的速度为 vB,设轨道对带电体的支持力大小为 FB,带电体在 B 点时,根据牛顿第 二定律有 FB-mg=m。 2 带电体从 B 运动到 C 的过程中,根据动能定理有 -mg2R= 1 2 2 1 2 2 联立解得 FB=6.0 N, 根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力 FB=6.0 N。 (2)设带电体从最高点 C 落至水平轨道上的 D 点经历的时间为 t,根据运动的分解有 2R= gt2, 1 2 xDB=vCt-t2。 1 2 联立解得 xDB=0。 (3)由 P 到 B 带电体做加速运动,故最大速度一定出现在从 B 经 C 到 D 的过程中,在此过程中只有重 力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成 45夹角斜向右下方,故最大速度必出现 在 B 点右侧对应圆心角为 45处。 设带电体的最大动能为 Ekm,根据动能定理有 qERsin 45-mgR(1-cos 45)=Ekm-, 1 2 2 代入数据解得 Ekm1.17 J。 答案 (1)6.0 N (2)0 (3)1.17 J