内容正文:
考点23 电场的能的性质
1
狂刷小题·夯基础
2
精做大题·提能力
78
本课结束
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题组一 基础小题
1.在电场中,下列说法正确的是( )
A.某点的电场强度大,该点的电势一定高
B.某点的电势高,试探电荷在该点的电势能一定大
C.某点的场强为零,试探电荷在该点的电势能一定为零
D.某点的电势为零,试探电荷在该点的电势能一定为零
答案 D
解析 电场中某点的电势高低与该点电场强度大小无关,A错误;负电荷在高电势处比在低电势处的电势能小,B错误;某点的场强为零,若电势不为零,则试探电荷在该点的电势能不为零,C错误;根据Ep=qφ可知,某点的电势为零,试探电荷在该点的电势能一定为零,D正确。
2.关于静电场的等势面,下列说法正确的是( )
A.两个电势不同的等势面可能相交
B.电场线与等势面处处相互垂直
C.同一等势面上各点电场强度一定相等
D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,静电力做正功
答案 B
解析 假设两个电势不同的等势面相交,则交点处的电势就是两个不同的值,这是不可能的,A错误;电场线与等势面处处相互垂直,B正确;同一等势面上各点电势相等,而场强不一定相等,C错误;将负电荷从高电势处移到低电势处,电势能增加,静电力做负功,D错误。
3.如图所示,三个同心圆是一个正点电荷周围的三个等势面,A、B、C分别是这三个等势面上的三个点,且在同一条电场线上,已知AB=BC,B、C两点的电势依次为φB=20 V和φC=10 V,则A点的电势( )
A.等于30 V
B.大于30 V
C.小于30 V
D.无法判断
答案 B
解析 根据E= eq \f(kQ,r2)可知,AB段电场的平均场强比BC段的大,又AB=BC,根据公式U=Ed可知,A、B间电势差UAB大于B、C间电势差UBC,即φA-φB>φB-φC,可得φA>2φB-φC=30 V,故B正确,A、C、D错误。
4.如图所示,实线为某点电荷电场中的部分电场线(方向未画出),曲线MN为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹。则下列说法正确的是( )
A.若粒子带负电,则场源电荷一定是正电荷
B.粒子在M点的加速度一定小于它在N点的加速度
C.粒子在M点的速率一定小于它在N点的速率
D.粒子在M点的电势能一定小于它在N点的电势能
答案 C
解析 由题图可知,带电粒子所受的静电力沿电场线向右,若带电粒子带负电,则场源电荷一定是负电荷,故A错误。电场线的疏密表示电场强度大小,由图知M点的电场强度大于N点的电场强度,由a= eq \f(qE,m)知粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度,故B错误。若粒子从M运动到N,静电力做正功,动能增大,电势能减小;若粒子从N运动到M,静电力做负功,动能减小,电势能增大,所以粒子在M点的速率一定小于它在N点的速率,在M点的电势能一定大于它在N点的电势能,故C正确,D错误。
5.如图所示,三条相互平行、距离相等的虚线分别表示电场中的三个等势面,对应的电势分别为5 V、10 V、15 V,实线是一不计重力的带电粒子在该区域内的运动轨迹,则可知( )
A.粒子一定带正电荷
B.粒子在a、b、c三点中,在b点时所受静电力最大
C.粒子在三点的动能大小为Ekc>Eka>Ekb
D.粒子在三点的电势能大小为Epc>Epa>Epb
答案 C
解析 由等势面的特点知,该电场为匀强电场,粒子在a、b、c三点所受静电力相等,电场线方向垂直等势面向上,而粒子所受静电力方向向下,故粒子带负电荷,A、B错误;根据负电荷在电势高处电势能小,动能大,则知粒子在b点电势能最大,动能最小,且有Epb>Epa>Epc,Ekb<Eka<Ekc,C正确,D错误。
6. (多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A.q1和q2带有异种电荷
B.x1处的电场强度为零
C.负电荷从x1移到x2,电势能减小
D.负电荷从x1移到x2,受到的静电力增大
答案 AC
解析 两个点电荷在x轴上,且x1处的电势为零,x>x1处的电势大于零,x<x1处的电势小于零,如果q1、q2为同种电荷,x轴上各点的电势不会有正有负,故q1、q2必为异种电荷,A正确;由E=- eq \f(\a\vs4\al(Δφ),Δx)知x1处的电场强度不为零,B错误;负电荷从x1移动到x2的过程,电势升高,电势能减小,C正确;由φx图像中E=- eq \f(\a\vs4\al(Δφ),Δx)知,负电荷从x1移动到x2,所受静电力减小,D错误。
7. (多选)如图所示,在绝缘的斜面上方存在着水平向右的匀强电场,一带电金属块沿斜面滑下,已知金属块在滑下的过程中动能增加了12 J,金属块克服摩擦力做功8 J,重力做功24 J,