电场能的性质-练习题

电场能的性质训练题11.两个等量同种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2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v­t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是()A．B点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度E＝2V/mB．由C点到A点的过程中物块的电势能先减小后变大C．由C点到A点的过程中，电势逐渐升高D．AB两点电势差UAB＝－5V2.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示．下列说法中正确的是()A．O点的电势最低B．x2点的电势最高C．x1和－x1两点的电势相等D．O到x1和O到x3两点的电势差相等3.如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF.K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则()A．|Wab|＝|Wbc|B．|Wab||Wbc|C．粒子由a点到b点，动能减少D．a点的电势较b点的电势低4.所示，在竖直平面内，带等量同种电荷的小球A、B，带电荷量为－q(q＞0)，质量都为m，小球可当作质点处理。现固定B球，在B球正上方足够高的地方由静止释放A球，则从释放A球开始到A球运动到最低点的过程中()A．小球A的动能不断增大B．小球A的加速度不断减小C．小球A的机械能不断减小D．小球A的电势能不断增大5.如图所示，实线是一质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线，则()A．若虚线是电场线，则质子在a点的电势能大，动能小B．若虚线是等差等势线，则质子在a点的电势能大，动能小C．质子在a点的加速度一定大于在b点的加速度D．a点的电势一定高于b点的电势6.光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电荷量为q的粒子由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域，不计粒子的重力．当粒子再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为()A．0B.12mv20＋12qElC.12mv20D.12mv20＋23qEl7.在光滑绝缘水平面上的P点正上方O点固定一个电荷量为＋Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为－q的试探电荷，该试探电荷经过P点时速度为v，图中θ＝60°，规定电场中P点的电势为零．则在＋Q形成的电场中()A．N点电势高于P点电势B．N点电势为－mv22qC．P点电场强度大小是N点的4倍D．试探电荷在N点具有的电势能为－12mv28.如图所示，一个电量为＋Q的点电荷甲，固定平面上的O点，另一个电量为－q、质量为m的电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点时速度最小且为v，已知静电力常量为k，点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ，AB间距离为L，则以下说法不正确的是()A．OB间的距离为电场能的性质训练题2kQqμmgB．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W＝μmgL＋12mv02－12mv2C．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W＝μmgL＋12mv2－12mv02D．从A到B的过程中，乙的电势能减少9.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是()A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B．匀强电场的电场强度大小为10V/mC．匀强电场的电场强度方向为由C指向AD．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10－19J10.如图所示，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，当带电小球运动到B点时速度恰好为零．已知带电小球在A点处的加速度大小为g4，静电力常量为k，求：(1)小球运动到B点时的加速度大小；[g/2](2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)．11.如图所示，空间存在着强度E＝2.5×102N/C，方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L＝0.5m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端拴着质量m＝0.5kg、电荷量q＝4×10－2C的小球．现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂．取g＝10m/s2.求：(1)小球的电性；(2)细线能承受的最大拉力；(3)当小球继续运动后与O点水平方向距离为L时，小球距O点的高度．12.如图所示,空间有场强E=1.0×102V/m、竖直向下的电场,长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点.另一端系一质量m=0.5kg带电荷量q=5×10－2C的小球.拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时,绳恰好断裂然后垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN上的C点,g取10m/s2.(sin53°=0.8,cos53°=0.6)试求:(1)绳子的最大张力FT;(2)A、C两点的电势差UAC.1.两个等量同种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，一电场能的性质训练题3个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v­t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是()A．B点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度E＝2V/mB．由C点到A点的过程中物块的电势能先减小后变大C．由C点到A点的过程中，电势逐渐升高D．AB两点电势差UAB＝－5V解析：选D小物块在B点加速度最大，故B点电场强度最大，由v­t图线知B点加速度为2m/s2，据qE＝ma得E＝1V/m，选项A错误；由C到A的过程中小物块动能一直增大，电势能始终在减小，故电势逐渐降低，选项B、C错误；根据动能定理有qUAB＝12mvB2－12mvA2，解得UAB＝－5V，选项D正确。2.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示．下列说法中正确的是()A．O点的电势最低B．x2点的电势最高C．x1和－x1两点的电势相等D．O到x1和O到x3两点的电势差相等[解析]沿x轴对称分布的电场，由题图可得其电场线以O点为中心指向正、负方向(或从正、负无穷远指向O)，沿电场线电势降落(最快)，所以O点电势最高(或最低)，A、B错误；由于电场沿x轴对称分布，则O点到x1与O点到－x1的电势差相等，故x1与－x1两点电势相等，C正确；x1和x3两点电场强度大小相等，电势不相等，故O到x1和O到x3两点的电势差也不相等，D错误．[答案]C3.如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF.K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则()A．|Wab|＝|Wbc|B．|Wab||Wbc|C．粒子由a点到b点，动能减少D．a点的电势较b点的电势低解析：选C.由等量异种点电荷的电场线特点可知靠近电荷处电场强度大，类比公式U＝Ed知|Uab||Ubc|，而W＝qU，所以|Wab||Wbc|，则A、B均错误；从带负电粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，故左侧为正电荷，从左向右电势降低，则D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，则C正确．4.所示，在竖直平面内，带等量同种电荷的小球A、B，带电荷量为－q(q＞0)，质量都为m，小球可当作质点处理。现固定B球，在B球正上方足够高的地方由静止释放A球，则从释放A球开始到A球运动到最低点的过程中()A．小球A的动能不断增大B．小球A的加速度不断减小C．小球A的机械能不断减小D．小球A的电势能不断增大解析：选CD释放A球后，由牛顿第二定律有mg－kq2r2＝ma，可知小球A先做加速度减小的加速运动，当mg＝kq2r2时，小球A加速度减为零，此后小球A做加速度增大的减速运动，选项A、B错误；小球A下降过程中，电场力一直做负功，小球A的机械能不断减小，电势能不断增大，选项C、D正确。5.如图所示，实线是一质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线，则()A．若虚线是电场线，则质子在a点的电势能大，动能小B．若虚线是等差等势线，则质子在a点的电势能大，动能小C．质子在a点的加速度一定大于在b点的加速度D．a点的电势一定高于b点的电势解析：选BC.若虚线是电场线，由质子轨迹可知质子所受电场力方向沿电场线向左，由a点运动到b点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，A错；若虚线是等势线，则质子所受电场力垂直等势线向下，由a点运动到b点，电场力做正功，电势能减小，动能增大，B对；因电场线和等差等势线的疏密程度均可表示电场强度大小，而a点处于密集区，所以EaEb，由a＝qEm知C对；因质子在a、b两点的电势能大小无法比较，电场能的性质训练题4由Ep＝qφ知，a、b两点的电势无法比较，D错．6.光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电荷量为q的粒子由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域，不计粒子的重力．当粒子再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为()A．0B.12mv20＋12qElC.12mv20D.12mv20＋23qEl解析：选ABC.存在如下几种可能情况，设粒子带正电．(1)从bc进，ad出时，由动能定理得，Ek＝12mv20＋qEl.(2)从ab进，ad出时，则Ek＝12mv20＋12qEl，则B可能；(3)从ab进，cd出时，得Ek≤12mv20＋12qEl.(4)从ad边进入，若qEl＝12mv20，则到达bc时速度为零，故A可能；(5)从ad进，bc出时，Ek＝12mv20－qEl.(6)从ad边进入，若qEl12mv20，则未出电场区，而后做反向匀加速运动，返回ad边时，动能仍为12mv20，故C可能，D不可能．7.在光滑绝缘水平面上的P点正上方O点固定一个电荷量为＋Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为－q的试探电荷，该试探电荷经过P点时速度为v，图中θ＝60°，规定电场中P点的电势为零．则在＋Q形成的电场中()A．N点电势高于P点电势B．N点电势为－mv22qC．P点电场强度大小是N点的4倍D．试探电荷在N点具有的电势能为－12mv28.如图所示，一个电量为＋Q的点电荷甲，固定平面上的O点，另一个电量为－q、质量为m的电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点时速度最小且为v，已知静电力常量为k，点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ，AB间距离为L，则以下说法不正确的是()A．OB间的距离为kQqμmgB．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W＝μmgL＋12mv02－12mv2C．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W＝μmgL＋12mv2－12mv02D．从A到B的过程中，乙的电势能减少解析：选BA做加速度逐渐减小的减速直线运动，到B点时速度最小，所受库仑力等于摩擦力，由μmg＝kqQr2，解得OB间的距离为r＝kQqμmg，选项A正确。从A到B的过程中，由动能定理，电场力对点电荷乙做的功为W＝μmgL＋12mv2－12mv02，选项B不正确，C正确。从A到B的过程中，电场力做正功，乙的电势能减小，选项D正确。9.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2