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第2讲电势能电势电势差一、单项选择题1(2013年山东卷改编)如图K621所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷Q、Q,虚线是以Q所在点为圆心、为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称下列判断错误的是()图K621Ab、d两点处的电势相同B四个点中c点处的电势最低Cb、d两点处的电场强度相同D将一试探电荷q沿圆周由a点移至c点,q的电势能减小2(2014年新课标全国卷改编)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A电场强度的方向处处与等电势面平行B电场强度为零的地方,电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向3一带电粒子在如图K622所示的点电荷的电场中,受电场力作用沿虚线所示的轨迹从A点运动到B点,粒子的加速度、动能、电势能变化情况是()A加速度的大小和动能、电势能都增大B加速度的大小和动能、电势能都减小C加速度增大,动能增大,电势能减小D加速度增大,动能减小,电势能增大 图K622 图K6234(2015年江苏卷改编)如图K623所示,一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左,不计空气阻力,则小球()A做直线运动 B做曲线运动C速率始终增大 D速率先增大后减小5. (2015年甘肃一模)如图K624所示,A、B、C、D、E、F为正六边形的六个顶点,P、Q、M分别为AB、ED、AF的中点,O为正六边形的中心现在六个顶点依次放入等量正、负电荷若取无穷远处电势为零,以下说法中错误的是()AP、Q、M各点具有相同的场强BP、Q、M各点电势均为零CO点电势与场强均为零D将一负检验电荷从P点沿直线PM移到M点的过程中,电势能先减小后增大 图K624 图K6256(2014年江苏徐州第三次质检)在地面上插入一对电极M和N,将两个电极与直流电源相连,大地中形成恒定电流和恒定电场恒定电场的基本性质与静电场相同,其电场线分布如图K625所示,P、Q是电场中的两点下列说法正确的是()AP点场强比Q点场强大BP点电势比Q点电势高CP点电子的电势能比Q点电子的电势能大D电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变二、多项选择题7(2016年新课标全国卷)如图K626所示,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称忽略空气阻力由此可知()图K626AQ点的电势比P点高B油滴在Q点的动能比它在P点的大C油滴在Q点的电势能比它在P点的大D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小8如图K627所示,平行的实线代表电场线,方向未知电荷量为1102 C的正电荷在电场中只受电场力作用,该电荷由A点移到B点,动能损失了0.1 J,若A点电势为10 V,则()图K627AB点电势为10 V B电场线方向向左C该电荷在a点的电势能可能大于在b点的电势能D该电荷运动的轨迹可能是图中曲线AbB9两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图K628中虚线所示,一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场,其运动轨迹为图中实线所示,若粒子只受静电力作用,则下列关于带电粒子的判断正确的是()A带正电B速度先变大后变小C电势能先变大后变小D经过b点和d点时的速度大小相同 图K628 图K62910(2016年黑龙江哈尔滨期中)如图K629所示,匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,ABCCAB30,BC2 m,已知电场线平行于ABC所在的平面,一个带电荷量q2106 C的点电荷由A移到B的过程中,电势能增加了1.2105 J,由B移到C的过程中电场力做功6106 J,下列说法正确的是()AB、C两点的电势差UBC3 VBA点的电势低于B点的电势C负电荷由C点移到A点的过程中,电势能减少D该电场的场强为1 V/m三、非选择题11如图K6210所示,在E1103 V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R40 cm,一带正电q1104 C的小滑块质量m10 g,位于N点右侧s1.5 m处,与水平轨道间的动摩擦因数0.15,取g10 m/s2.现给小滑块一向左的初速度,滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,求:(1)滑块在圆轨道最高点Q的速度大小(2)滑块应以多大的初速度v0向左运动?(3)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?图K6210第2讲电势能电势电势差1C2D解析:电场线与等势面处处垂直,而电场强度的方向为电场线的方向,故电场强度的方向与等势面垂直,故A错误电势零点可以任意选择,故电场强度为零的地方,电势不一定为零,故B错误场强的大小与电势的高低没有关系,可以用电场线的疏密来描述,故C错误由电场线方向与电势降落的关系可知D正确3C4B5A解析:由题意可知,等量正、负电荷,位于正六边形的六个顶点,根据点电荷电场强度公式,结合电场的叠加原理,可知P、Q、M各点场强大小相同,但方向不同,故A错误;根据等量异种电荷中垂线的电势为零,再由对称性可知,P,Q,M,O各点电势均为零,故B正确;根据题图可知,O点场强可看成三个负点电荷与三个正点电荷电场叠加而成,且电荷均相同,则电场强度为零,故C正确;P到M过程中,电势由零升高,后又降为零,负电荷的电势能先减小后增大,故D正确故选A.6B7AB解析:由于油滴受到的电场力和重力都是恒力,所以合外力为恒力,加速度恒定不变,所以D选项错误;由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧,所以油滴所受合外力沿竖直向上的方向,因此电场力竖直向上,且qEmg,则电场方向竖直向下,所以Q点的电势比P点的高,A选项正确;当油滴从P点运动到Q点时,电场力做正功,电势能减小,C选项错误;当油滴从P点运动到Q点的过程中,合外力做正功,动能增加,所以Q点动能大于P点的动能,B选项正确8BD解析:电荷从A点移到B点,动能损失了0.1 J,则电场力做功WAB0.1 J,UAB10 V,所以B点电势为0 V,A错误;沿电场方向电势降低,所以电场线方向向左,B正确;正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能,C错误;电荷所受电场力的方向向左,所以D项正确9CD解析:由等势线的分布特点可知,形成电场的正电荷在上方,负电荷在下方,又由轨迹的偏转情况可确定,运动的粒子带负电,选项A错误;电场力先做负功后做正功,动能先减小后变大,速度先减小后变大,电势能先增加后减少,则选项B错误,C正确;由于bd两点在同一等势面上,则粒子在这两点的电势能相等,动能相等,速度大小相等,选项D正确10CD11解:(1)设小球到达Q点时速度为v,小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q时,则有mgqEm代入数据解得v2 m/s.(2)滑块从开始运动到到达Q点过程中,由动能定理得(mgqE)2R(mgqE)smv2mv联立两式并代入数据解得v07 m/s.(3)设滑块到达P点时速度为v,则从开始运动到P点过程有(qEmg)s(mgqE)Rmv2mv又在P点时FNm代入数据,解得FN0.6 N根据牛顿第三定律得知,滑块通过P点时对轨道的压力大小为FNFN0.6 N
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