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高二上物理练习册
电场能的性质
高考常考题型：选择题＋计算题
1．(2012·九江市七校联考)如图1所示a、b、c、d分别是一个菱形的四
个顶点，∠abc＝120°。现将三个等量的正点电荷＋Q固定在a、b、c三个
顶点上，将一个电量为＋q的点电荷依次放在菱形中心点O点和另一个顶点
d点处，两点相比( ) 图1
A．＋q在d点所受的电场力较大
B．＋q在d点所具有的电势能较大
C．d点的电势低于O点的电势
D．d点的电场强度大于O点的电场强度
2．(2012·山东高考)图中2虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处
固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒
子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。
则该粒子( ) 图2
A．带负电
B．在c点受力
C．在b点的电势能大于在c点的电势能
D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化
3．(2012·海南高考)如图3所示，直线上有O、a、b、c四点，ab间
的距离与bc间的距离相等。在O点处有固定点电荷，已知b点电势高
于c点电势。若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点， 图3 再从b点运动到a点，则( )
A．两过程中电场力做的功相等
B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功
C．前一过程中，粒子电势能不断减小
D．后一过程中，粒子动能不断减小
4．(2012·安徽高考)如图4所示，在平面直角中，有方向平行
于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0，点A处
的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为( )
A．200 V/m B．200V/m 图
C．100 V/m
D．1003 V/m
5．一正电荷仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度大小随时
间变化的图象如图5所示。下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势
φ的高低的判断，正确的是( )
A．EA>EB，φA>φB 图5
B．EA＝EB，φA＝φB
C．EAφB
D．EA 6．(2012·海南琼海一模)如图6所示，将带正电的甲球放在不带电的 乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势 线。A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB 对称，则( ) 图6 A．A点和B点的电势相同 B．C点和D点的电场强度相同 C．正电荷从A点移至B点，电场力做正功 D．负电荷从C点移至D点，电势能增大 7.一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点， 其v－t图象如图7所示，则下列说法中正确的是( ) A．A处的电场强度一定大于B处的电场强度 B．粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能 C．CD间各点电场强度和电势都为零 图7 D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差 8．(2011·上海高考)两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势φ随位置x变化规律的是图8中( ) 图 8 第2 / 6页 9．(2012·北京石景山期末)如图9所示，AC、BD为圆的两条互相 垂直的直径，圆心为O，半径为R。电荷量均为Q的正、负点电荷放 在圆周上，它们的位置关于AC对称，＋Q与O点的连线和OC间夹 角为30°。下列说法正确的是( ) kQA．O点的场强大小为图9 RB．O点的场强大小为3kQRC．B、D两点的电势关系是：φB＝φD D．电荷量为q的正电荷在A点的电势能小于在C点的电势能 10．(2012·衡水中学期末)两电荷量分别为q1和q2的点 电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随 x变化的关系如图10所示，其中A、N两点的电势均为零， ND段中的C点电势，则( ) A．N点的电场强度大小为零 B．A点的电场强度大小为零 图10 C．NC间场强方向指向x轴正方向 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 11．图11甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝0.2 kg、带电荷量为q＝＋2.0×106C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数μ＝0.1.从t＝0－ 时该开始，空间上加一个如图乙所示的电场。(取水平向右的方向为正方向，g取 10 m/s2)求： 图11 (1)4秒内小物块的位移大小； (2)4秒内电场力对小物块所做的功。 12．如图12所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光 滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线 上，A和C相距为L，B为AC中点。现将一带电小球从A点由静止释放， 图 12 第3 / 6页 g当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电4 力常量为k，求： (1)小球运动到B点时的加速度大小。 (2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)。 高二上物理练习册 电场能的性质答案 4kQ1．选C 由电场叠加原理可求得三个等量电荷在O(L为菱L2kQ形的边长)，在d点产生的合场强为，故＋q在d点受力小，A、D错误；把＋q从O点L移到d点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故B错，C对。 2．选CD 由于带电粒子受到电场力指向轨迹凹侧，说明带电粒子带正电，选项A错 Qq误；根据库仑定律F＝k可知，粒子在c点受到电场力最小，选项B错误；粒子从b点运r动到c点的过程中，电场力对粒子做正功，粒子电势能减小，选项C正确；由动能定理可得：qU＝ΔEk，因为Uab>Ubc，所以选项D正确。 3．选C 根据题述，ab之间电场强度大于bc之间电场强度，前一过程中电场力做的功小于后一过程中电场力做的功，选项AB错误；前一过程中，电场力做正功，粒子电势能不断减小，动能不断增大；后一过程中，电场力做正功，粒子动能不断增大，选项C正确，D错误。 4．选A 在x轴上x＝3 cm处电势为3 V，与B点等电势。该点与B点连线为等势线，过O点作等势线的垂线即为电场线，该垂线长度为3sin 30° cm＝1.5 cm，电场强度的大小为 UE＝200 V/m，选项A正确。 d 5．选B 物体仅受电场力作用，合力不会为零，由运动图象可知速度的大小又没有变化，故物体只能做匀速圆周运动，故选B。 6．选C A点和D点的电势相同，B点电势低于D点电势，故选项A错误；C点和D点的电场强度大小相等，方向不相同，选项B错误；正电荷从A点移至B点，即从高电势点移到低电势点，电势能减小，电场力做正功，选项C正确；C、D两点处在同一等势面上，故负电荷从C点移至D点，电势能不变，选项D错误。 qE7．选AB 由图知粒子在A处的加速度大于在B处的加速度，因a＝EA>EB， m 第4 / 6页 A对；粒子从A到B动能增加，由动能定理知电场力必做正功，电势能必减小，B对；同理由动能定理可知A、C两点的电势相等，UAB＝UCB，D错；仅受电场力作用的粒子在CD间做匀速运动，所以CD间各点电场强度均为零，但电势是相对于零势点而言的，可以不为零，C错。 8.选A 等量异种电荷的电场线分布如图所示，正、负电荷在 连线中点处产生的电势一正一负，故此处即坐标原点处的总电势为 零。顺电场线方向电势逐渐降低，因此，在坐标原点左侧，各点的 电势都大于零；在坐标原点右侧，各点的电势都小于零，正电荷处 电势，负电荷处电势最低，无穷远处的电势为零，因此选项A正确。 kQ9．选A O点的场强是圆周上正、负点电荷在O点产生的电场叠加，大小为2cos 60°RkQ＝，选项A正确B错误；B、D两点的电势关系是φB>φD选项C错误；AC处于同一等势R面上，电荷量为q的正电荷在A点的电势能等于在C点的电势能，选项D错误。 10．选D A、N点的电势等于零，电场强度大小不为零，选项AB错误；从N到C电势升高，NC间场强方向指向x轴负方向，选项C错误；从N到C电势升高，从C到N电势降低，将一负点电荷从N点移到C点，电场力做正功，从C点到D点，电场力做负功，选项D正确。 11．解析：(1)0～2 s内小物块加速度 E1q－μmga1＝＝2 m/s2 m 1位移 x11t12＝4 m 2 2 s末的速度为 v2＝a1t1＝4 m/s 2～4 s内小物块加速度 E2q－μmga2＝＝－2 m/s2 m 1位移 x2＝v2t2＋a2t22＝4 m 2 4秒内的位移 x＝x1＋x2＝8 m。 (2)v4＝v2＋a2t2＝0，即4 s末小物块处于静止状态 设电场力对小物块所做的功为W，由动能定理有： W－μmgx＝0 解得W＝ 1.6 J 第5 / 6页 答案：(1)8 m (2)1.6 J Qq12．解析：(1)带电小球在A点时：mgsin 30°－kmaA LkQq带电小球在B点时：－mgsin 30°＝maB L22 gg且aA＝，可解得：aB42 (2)由A点到B点应用动能定理得： Lmg－UBA·q＝0 2 Qqg由mgsin 30°－km·aA＝m L4 1Qq可得：＝k4L可求得：UBA＝kQL gkQ答案：(1) (2)2L
