静电场中的能量 大题专练 2020-2021学年高一物理教学讲义（人教版2019必修第三册 ）

静电场中得能量大题专练 1.（山西省阳泉市盂县第三中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）把带电荷量2×10-8 C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，电场力做功8×10-6 J，若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功2×10-6 J，求： (1)A点的电势； (2)A、B两点的电势差UAB； (3)把2×10-5 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功。 【答案】(1)400 V；(2)500 V；(3)J 【解析】 【分析】 【详解】(1)取无限远处电势为0，则无限远与A点间的电势差为 故由 可得，A点的电势为。 (2)无限远与B点间的电势差为 故B点电势为， 因此A、B两点的电势差为 (3) 把2×10-5 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功为 2.（山西省阳泉市盂县第三中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝2.0×10－7 J，求： (1)匀强电场的场强E； (2)电荷从b移到c，电场力做的功W2； (3)a、c两点间的电势差Uac。 【答案】(1)100 V/m；(2)2.4×10－7 J；(3)11V 【解析】 【分析】 【详解】由于电场力做功W＝qU与路径无关，只与初、末位置间的电势差有关，故可根据已知的电场力做功先求电势差，再根据匀强电场中场强与电势差的关系确定场强E。反之亦然。 (1)设a、b两点间距离为d，有 W1＝qE·d 得 E＝＝V/m＝100 V/m (2)设b、c两点沿场强方向距离为d1，有 d1＝bc·cos60° W2＝qE·d1 得 W2＝qE·bc·cos60°＝4×10－8×100×12×10－2×0.5 J＝2.4×10－7 J (3)设电荷从a移到c电场力做功为W，有 W＝W1＋W2 W＝qUac 得 Uac＝＝V＝V＝11 V 3.（重庆市巴南区清华中学2020-2021学年高二（上）11月物理试题）如图，光滑斜面倾角为，一质量m＝1×10－2kg、电荷量q＝1×10－6C的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，g＝10 m/s2，求： (1)判断小物块带何种电荷； (2)该电场的电场强度大小． 【答案】(1)正电荷(2) 【解析】 【分析】 【详解】(1)对物体受力分析如图，小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用， 由电场强度方向水平向右，所以小物块带正电； (2)由平衡可知，在x轴方向 在y轴方向 又电场力，得 解得： 代入数据解得 4.（内蒙古通辽市开鲁县第一中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题） 如图甲所示，极板A、B间电压为U0，极板C、D间距为d，荧光屏到C、D板右端的距离等于C、D板的板长．A板O处的放射源连续无初速地释放质量为m、电荷量为+q的粒子，经电场加速后，沿极板C、D的中心线射向荧光屏（荧光屏足够大且与中心线垂直），当C、D板间未加电压时，粒子通过两板间的时间为t0；当C、D板间加上图乙所示电压（图中电压U1已知）时，粒子均能从C、D两板间飞出，不计粒子的重力及相互间的作用．求： （1）C、D板的长度L； （2）粒子从C、D板间飞出时垂直于极板方向偏移的最大距离； （3）粒子打在荧光屏上区域的长度． 【答案】（1）（2）（3） 【解析】 试题分析：（1）粒子在A、B板间有 在C、D板间有 解得： （2）粒子从nt0（n=0、2、4……）时刻进入C、D间，偏移距离最大 粒子做类平抛运动 偏移距离 加速度 得： （3）粒子在C、D间偏转距离最大时打在荧光屏上距中心线最远ZXXK] 出C、D板偏转角 打在荧光屏上距中心线最远距离 荧光屏上区域长度 考点：带电粒子在匀强电场中的运动 【名师点睛】此题是带电粒子在匀强电场中的运动问题；关键是知道粒子在水平及竖直方向的运动规律和特点，结合平抛运动的规律解答． 5.（湖北省宜昌市第二中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，如图所示。 （1）小球带电荷量是多少？ （2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？ 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示 解得 （2）而剪断丝线后，小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于，小球的加速度 解得 小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加