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链接高考8 电场性质的综合运用
[基础对点练]
1.(功能关系)如图所示,在粗糙水平面上间隔一定距离放置两个带电的物体A、B,带电荷量分别为Q和-q(设两电荷间只有库仑力),开始时,A、B均处于静止状态,在物体B上施加一水平向右的恒力F,使物体 A、B向右运动.在此过程中,下列说法正确的是( )
A.力F、库仑力及摩擦力对物体A所做的功之和等于物体A的动能增量
B.力F做的功与摩擦力对物体B做的功之和等于物体B的动能增量
C.力F做的功加上摩擦力对物体B做的功等于物体B的动能增量
D.力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和等于物体A和B的动能增量及电势能增量之和
解析:D [力F 没有作用在物体A上,故力F对A不做功,故选项A错误;根据动能定理,力F做的功与摩擦力对物体B做的功及库仑力对物体B做的功之和等于物体B的动能增量,故选项B错误;由功能关系可得,力F做的功加上摩擦力对物体B做的功等于物体B的动能增量与B克服库仑力做功之和,故C错误;根据能量守恒可知:力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和等于物体A和B的动能增量及电势能增量之和,故选项D正确.]
2.
(功能关系)如图所示,一带电微粒沿与CD平行方向(垂直AD方向)射入倾角为θ的光滑斜面上,斜面所在区域存在和AD平行的匀强电场,微粒运动轨迹如图中虚线所示,则( )
A.若微粒带正电荷,则电场方向一定沿斜面向下
B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加
C.微粒从M点运动到N点动能一定增加
D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加
解析:C [若微粒带正电荷,重力沿斜面向下的分力大于静电力时,静电力的方向可以沿斜面向上,也可以沿斜面向下,故A错误;当静电力沿斜面向上时,则静电力做负功,电势能增加,当静电力沿斜面向下时,静电力做正功,电势能减小,故B错误;由于合力沿斜面向下,故合力一定做正功,根据动能定理可知,动能一定增加,故C正确;若静电力沿斜面向上,静电力做负功,机械能减小,故D错误.]
3.(Ex图像)(多选)沿电场中某条电场线方向建立x轴,该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示,x轴正方向为电场强度E的正方向,坐标轴上的点O、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应,相邻两点间距相等.一个带正电的粒子从O点由静止释放,运动到A点的动能为Ek,仅考虑静电力作用,则下列说法正确的是( )
A.从O点到C点,电势先升高后降低
B.粒子先做匀加速运动,后做变加速运动
C.粒子运动到C点时动能大于3Ek
D.粒子在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量
解析:CD [由O点到C点,沿电场方向,电势一直降低,A错误;电场强度大小一直在变化,静电力也就在不断变化,带正电的粒子的加速度在不断变化,做变加速运动,B错误;根据E随x的变化规律可知,由A到C电场强度平均值大于OA段电场强度平均值,A到C静电力做功大于2Ek,则粒子运动到C点时动能大于3Ek,C正确;粒子在AB段平均静电力大于BC段平均静电力,则AB段静电力做的功大于BC段静电力做的功,所以在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量,D正确.]
4.(Ex图像)(多选)空间有一电场,各点电势φ随位置的变化情况如图所示,图像关于O点中心对称.下列说法正确的是( )
A.O点的电场强度一定为零
B.-x1与x1点沿x轴方向的电场强度相同
C.将负电荷从-x1移到x1电荷的电势能增大
D.-x1和x1两点在同一等势面上
解析:BC [φx图像的斜率表示电场强度,由题图可知图像在O点的切线斜率不等于零,故O点的电场强度不为零,-x1与x1点的切线斜率相同,故-x1与x1点沿x轴方向的电场强度相同,故A错误,B正确;电势的定义式为φ=,故电势能Ep=qφ,将负电荷从-x1移到x1,电荷的电势能由负值变为正值,电荷的电势能增大,故C正确;-x1和x1两点电势不相等,故一定不在同一等势面上,故D错误.]
5.(功能关系)(多选)如图,竖直平面内有a、b、c三个点,b点在a点正下方,b、c连线水平.第一次,将一质量为m的小球从a点以初动能Ek0水平抛出,经过c点时,小球的动能为5Ek0;第二次,使此小球带正电,电荷量为q,同时加一方向平行于abc所在平面、场强大小为的匀强电场,仍从a点以初动能Ek0沿某一方向抛出小球,小球经过c点时的动能为13Ek0.下列说法正确的是(不计空气阻力,重力加速度大小为g)( )
A.a、b两点间的距离为
B.a、b两点间的距离为
C.a、c间的电势差为
D.a、c间的电势差为
解析:BC [不加电场时根据动能定理得mghab=5Ek0-Ek0=4Ek0,解得hab=,故A错误,B正确;加电场时,根据动能定理得mghab+Uacq=13Ek0-Ek0,解得Uac=