人教版最新高考物理电场能的性质练习及解析

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第2讲 电场能的性质

1.在地面上空中有方向未知的匀强电场，一带电量为－q的小球以某一速度由M点沿如图6－2－12所示的轨迹运动到N点．由此可知( ) A．小球所受的电场力一定大于重力

B．小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变 C．小球的机械能保持不变 D．小球的动能一定减小

图6－2－12

解析：由题图示的轨迹可知，小球所受的合外力向上或左上方，所以小球所受的电场力一定大于重力；小球以某一速度由M点沿图示轨迹运动到N点的过程中，仅受电场力和重力作用，其小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变，但机械能不守恒．若小球所受的合外力(重力和电场力的合力)向上，则小球的动能增加；若小球所受的合外力(重力和电场力的合力)向左上方，则小球的动能可能减小． 答案：AB

2.(2020·辽宁、宁夏，18)空间有一匀强电场，在电场中建立如图6－2－13所示的直角坐标系O—xyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标为(0，a,0)，

?aa?

N点的坐标为(a,0,0)，P点的坐标为?a，2，2?.已知电场方向平行于直线MN，

??

M点电势为0，N点电势为1 V，则P点的电势为( )

2

A. V

2

3

B. V 2

1

C. V 4

3D. V 4

32a 解析：MN间的距离为2a，P点在MN连线上的投影点离M点的距离为，

432a43

所以P点的电势为：×1＝ V，D正确．

42a宝岛优品—倾心为你打造精品文档

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答案：D

3.如图6－2－14，A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a、b、c是杆上的三点，且ab＝bc＝l，b、c关于两电荷连线对称．质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，则( )

图6－2－14

A．小环通过b点时速度为2gl

B．小环通过c点时速度为3gl D．小环做匀加速直线运动

C．小环从b到c速度可能先减小后增大

解析：中垂线上各点的合场强均为水平向右，与环的运动方向垂直不做功，故

小环做自由落体运动． 答案：AD

4.绝缘细绳的一端固定在天花板上，另一端连接着一个带负电的电荷量为q、质量为m的小球，当空间存在水平方向的匀强电场后，绳稳定处于与竖直方向成θ＝60°角的位置．如图6－2－15所示，已知细绳长为L，让小球从θ＝30°的A点释放，则( )

图6－2－15

3mg A．匀强电场的场强为

3q

3mgB．匀强电场的场强为 q C．小球的最大速度为2(3－1)gL

1)gL

D．小球的最大速度为(3－

mgtan 60°

解析：小球在θ＝60°时处于平衡，则Eq＝mgtan θ，所以E＝＝q宝岛优品—倾心为你打造精品文档

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3mg，选项A错误、B正确；小球第一次到达平衡位置处的速度是小球的最

q大速度，根据动能定理有：qE(Lsin 60°－Lsin 30°)－mg(Lcos 30°－Lcos 60°)＝12

mv， 2

联立解得v＝(3－1)gL，选项C错误、D正确． 答案：BD

5.如图6－2－16所示，一个质量为43×10－3 kg、电荷量为＋2×10－6 C的小球，套在绝缘杆上，杆可在竖直平面内绕上端转动，球与杆的动摩擦因数为0.5.整个装置处于电场强度大小为2×10 4 N/C，方向水平向右的匀强电场中，取g＝10 m/s2.求：

图6－2－16

(1)杆与竖直方向夹角多大时，小球运动速度变化最快． (2)当杆竖直放置时，球沿杆下滑1 m所损失的机械能．

解析：(1)当杆转到沿合力方向，不受摩擦力作用时，小球加速度最大，合力与竖直方向夹角为

mg cot θ＝＝3，θ＝30°.

qE (2)FN＝qE，Ff＝μFN＝μqE，W＝Ffx＝μqEx＝0.5×2×10－6×2×104×1 J＝2×10－2 J.

答案：(1)30° (2)2×10－2 J

1.如图6－2－17所示，光滑绝缘细杆AB，水平放置于被固定的带负电荷的小球的正上方，小球的电荷量为Q，可视为点电荷．a、b是水平细杆上的两点，且在以带负电小球为圆心的同一竖直圆周上．一个质量为m、电荷量为q的带正电的小圆环(可视为质点)套在细杆上，由a点静止释放，在小圆环由a点运动到b点的过程中，下列说法中正确的是( )

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