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【突破高考】福建省2022年高考物理 能力专项突破课时提能演练 6.2电场能的性质的描述(含解析)

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【突破高考】福建省2022年高考物理能力专项突破课时提能演练6.2电场能的性质的描述(含解析)(40分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题9分,共72分.每小题只有一个选项正确)1.(易错题)如图所示,AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直,O点为圆心.空间存在一未知静电场,方向与圆周所在平面平行.现让一电子先从A点运动至C点,电势能减少了Ep;又从C点运动到B点,电势能增加了Ep.那么此空间存在的静电场()A.一定是匀强电场,方向垂直于AB由O点指向C点B.一定是匀强电场,方向垂直于AB由C点指向O点C.可能是位于O点的正点电荷形成的电场D.可能是位于D点的负点电荷形成的电场2.(2022·龙岩模拟)在某静电场中,将一负电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则()A.a点的电场强度一定比b点大B.a点的电势一定比b点高C.电场线一定由a点指向b点D.该负电荷的动能一定减小3.(预测题)如图所示,AC、BD为圆的两条互相垂直的直径,圆心为O,半径为r,将带等电荷量的正、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夹角为30°,下列说法正确的是()A.A、C两点的电势关系是φA=φCB.B、D两点的电势关系是φB=φDC.A、O点的场强大小、方向相同D.B、D点的场强大小、方向相同4.(2022·漳州模拟)如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示,若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则()A.电子将沿x轴负方向运动B.电子的电势能将增大-6-\nC.电子运动的加速度恒定D.电子运动的加速度先减小后增大5.(2022·沈阳模拟)真空中一点电荷形成的电场中的部分电场线如图所示,分别标记为1、2、3、4、5,且1、2和5、4分别关于3对称.以电场线3上的某点为圆心画一个圆,圆与各电场线的交点分别为a、b、c、d、e,则下列说法中正确的是()A.电场强度Ea>EcB.电势φb>φdC.将一正电荷由a点移到d点,电场力做正功D.将一负电荷由b点移到e点,电势能减小6.(2022·宜宾模拟)如图所示,在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q,从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止.则从M点运动到N点的过程中,下列说法中正确的是()A.小物块所受电场力逐渐增大B.小物块具有的电势能逐渐增大C.Q电场中M点的电势高于N点的电势D.小物块电势能的减少量等于克服摩擦力做的功7.(创新题)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变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势为零,ND段中C点电势最高,则()A.C点的电场强度大小为零B.A点的电场强度大小为零C.NC间场强方向沿x轴正方向D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功8.(创新题)如图所示,匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,∠ABC=∠CAB=30°,BC=m,已知电场线平行于△ABC所在的平面,一个电荷量q=-2×10-6C的点电荷由A移到B的过程中,电势能增加了1.2×-6-\n10-5J,由B移到C的过程中电场力做功6×10-6J,下列说法正确的是()A.B、C两点的电势差UBC=3VB.A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,电势能增加D.该电场的场强为1V/m二、非选择题(本大题共2小题,共28分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)9.(14分)如图所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场,现有一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为x=6.0t-10t2,式中x的单位为m,t的单位为s.不计空气阻力,取g=10m/s2.(1)求匀强电场的场强大小和方向;(2)求带电物体在0~0.5s内电势能的变化量.10.(易错题)(14分)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点时速度正好又为零.已知带电小球在A点处的加速度大小为,静电力常量为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).答案解析1.【解析】选D.由题意知,WAC=-eUAC,为正功,故UAC<0,即φA<φC,又因从A至C再到B,W电=0,所以φA=φB,故φA=φB<φC,则该电场可能是匀强电场,也可能是点电荷形成的电场.若电场为匀强电场,则AB为等势面,电场方向与AB垂直,方向由C指向O,A、B错误;若电场是由位于O点的正点电荷形成的,因为OA=OB=OC,则φA=φB=φC,故C错误;若电场是由位于D点的负点电荷形成的,因为DA=DB<DC,所以φA=φB<φC,D对.-6-\n2.【解析】选B.根据题意,负电荷是从高电势移到低电势处,电势能增加,但不知道是否有其他力做功,故无法判断动能的变化,B正确,D错误;电场线不一定由a点指向b点,a点的电场强度也不一定大于b点的电场强度,故A、C错误.3.【解析】选A.根据等量异号点电荷电场中等势面的形状以及特点可知,由于A、C两点是两点电荷连线中垂线上的两点,即它们在同一等势面上,故φA=φC,A对;B、D两点的电势关系为φB>φD,B错;根据等量异号点电荷电场中电场线的形状及特点可知,A、O点的场强方向相同、大小关系为EO>EA,C错;B、D两点场强方向不同,大小相同,D错.4.【解析】选D.由题图乙可知,沿x轴正方向电势越来越高,故电场线方向沿x轴负方向,电子受到的电场力沿x轴正方向,故电子将沿Ox方向运动,电子的电势能将减小,A、B错误;因电势φ随x的增大,其变化率先减小后增大,故沿x轴正方向,电场强度先减小后增大,电子运动的加速度先减小后增大,D正确,C错误.5.【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)等势面与电场线垂直,题图中的圆不是等势面.(2)沿电场线方向,等势面的电势逐渐降低.【解析】选A.由点电荷电场分布特点可知,以点电荷为圆心的圆上各点的电势和场强大小均相等,沿如题图所示的电场方向,等势面的电势越来越低,电场线越来越密,故Ea>Ec,A正确;φb=φd,B错误;Uad<0,正电荷由a点移到d点时,Wad=Uadq<0,C错误;又Ube>0,负电荷由b点移到e点时,Wbe=Ube·(-q)<0,即电场力做负功,电势能增大,D错误.6.【解析】选D.因小物块带负电荷,从M点释放后向N点运动,故小物块受到的库仑力水平向左,故Q带负电荷,在由M到N的过程中,库仑力逐渐减小,电场力做正功,电势能减小,故A、B均错误;因电场方向由N指向M,故N点电势比M点电势高,C错误;由动能定理可知,W电-Wf=0,故电场力对小物块所做的功等于小物块电势能的减少量,等于克服摩擦力做的功,故D正确.7.【解析】选A.由题图可知,由O点到M点,电势一直降低,且图线在A点的斜率也不为零,故A点的电场强度大小不为零,而C点向N、向D两个方向电势均降低,说明C点两侧电场方向相反,且图线在C点的切线斜率为零,故C点电场强度大小为零,故A正确,B错误;由N到C电势升高,故NC间电场方向沿x轴负方向,C错误;WNC=UNC·q,UNC<0,q<0,故WNC>0,而WCD=UCDq,UCD>0,q<0,所以WCD<0,D错误.【总结提升】由φ-x图象分析场强、电势的大小关系(1)在φ-x图象中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.(2)电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零.-6-\n(3)在φ-x图象中分析移动电荷时电势能的变化,可用WAB=qUAB,分析WAB的正负,然后作出判断.8.【解析】选D.由W=qU和W=-ΔEp(ΔEp为电荷电势能的增量)得,A、B两点间电势差UAB=V=6V,UBC=V=-3V,A、B错;由UAC=UAB-UCB=UAB+UBC得:UAC=3V,故C点电势低于A点电势,负电荷由C点移到A点的过程中,电场力做正功,负电荷的电势能减小,C错;如图所示,D为AB中点,则UDB=3V,DB=3m,电场线垂直于等势面,因此电场线与AB平行,场强E==1V/m,D正确.【变式备选】空间有平行于纸面的匀强电场.一电荷量为-q的质点(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N,如图所示,已知力F和MN间夹角为θ,MN间距离为d,则()A.MN两点的电势差为B.匀强电场的电场强度大小为C.带电质点由M运动到N的过程中,电势能减少了FdcosθD.若要使带电质点由N向M做匀速直线运动,则F必须反向【解析】选A.由于带电质点做匀速直线运动,故电场力与拉力F大小相等,方向相反,故场强大小E=.带电质点由M到N,电场力做功WMN=-Fdcosθ.故电势差UMN==,而电势能是增加的,故A对,B、C错.若要使带电质点由N向M做匀速直线运动,F和电场力仍平衡,故D错.9.【解析】(1)由x=6.0t-10t2得加速度大小为:a=20m/s2(2分)根据牛顿第二定律:Eq=ma(2分)解得场强大小为:E=2.0×104N/C(1分)电场强度方向水平向左(1分)(2)由x=6.0t-10t2得初速度大小为:v0=6.0m/s减速时间:t1==0.3s(1分)-6-\n0.3s内经过的路程x1=v0t1-=0.9m(2分)后0.2s物体做反向匀加速直线运动,经过的路程x2==0.4m(2分)物体在0.5s内发生的位移为x=0.9m-0.4m=0.5m,方向向右.(1分)电场力做负功,电势能增加ΔEp=qEx=2×10-2J(2分)答案:(1)2.0×104N/C方向水平向左(2)电势能增加2×10-2J10.【解析】(1)带电小球在A点时:mgsin30°-=maA.(3分)带电小球在B点时:-mgsin30°=maB且aA=(3分)可解得:aB=(1分)(2)由A点到B点应用动能定理得:mgsin30°·-UBA·q=0.(3分)由mgsin30°-=m·aA=m可得:mg=(3分)可求得:UBA=(1分)答案:(1)(2)-6-

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发布时间:2022-08-26 00:17:08 页数:6
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文章作者:U-336598

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