内容正文:
静电场中的能量
第十章
章末复习方案
章末·知识网络
章末·素能提升
第十章综合测评
章末·知识网络
静电场中的
能量
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物理 必修 第三册
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章末·素能提升
素能提升一 电势与电势能
1.(2023·湖北)在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点,其电势分别为φM、φN,电场强度大小分别为EM、EN.下列说法正确的是( )
A.若φM>φN,则M点到电荷Q的距离比N点的远
B.若EM<EN,则M点到电荷Q的距离比N点的近
C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则
φM<φN
D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则
EM>EN
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物理 必修 第三册
答案 C
解析 沿着电场线的方向电势降低,根据正点电荷产生的电场特点可知若φM>φN,则M点到电荷Q的距离比N点的近,选项A错误;电场线的疏密程度表示电场强度的大小,根据正点电荷产生的电场特点可知若EM<EN,则M点到电荷Q的距离比N点的远,选项B错误;若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则是逆着电场线运动,电势增加,故有φM<φN,选项C正确;若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则是逆着电场线运动;根据正点电荷产生的电场特点可知EM<EN,选项D错误.
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2.(2023·全国乙)(多选)在O点处固定一个正点电荷,P点
在O点右上方.从P点由静止释放一个带负电的小球,小球仅在
重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动,其一段轨迹如
图所示.M、N是轨迹上的两点,OP>OM,OM=ON,则小球
( )
A.在运动过程中,电势能先增加后减少
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功
答案 BC
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解析 由题知,OP > OM,OM = ON,则根据点电荷的电势
分布情况可知φM = φN> φP,则带负电的小球在运动过程中,
电势能先减小后增大,且EpP> EpM= EpN,则带负电的小球在
M点的机械能等于在N点的机械能,选项A错误,B、C正确;
从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负功,选项
D错误.
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3.(2023·山东)(多选)如图所示,正六棱柱上下底面的中心
为O和O',A、D两点分别固定等量异号的点电荷,下列说法正
确的是( )
A.F'点与C'点的电场强度大小相等
B.B'点与E'点的电场强度方向相同
C.A'点与F'点的电势差小于O'点与D'点的电势差
D.将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点,其电势能先增大后减小
答案 ACD
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解析 由等量异种电荷的对称性可知F'和C'电场强度大小相
等,B'和E'电场强度方向不同,选项A正确,B错误;由等量
异种电荷的电势分布可知φA'=φ>0,φD'=-φ<0,φO'=0,
φF'>0,因此φA'-φF'=φ-φF'<φO'-φD'=φ,选项C正确;将
六棱柱的上表面拿出,由几何条件可知正电荷在OF中点K的场
强方向垂直OF,则K点的合场强与OF的夹角为锐角,在F点的
场强和OF的夹角为钝角,因此将正电荷从F移到O点过程中电
场力先做负功后做正功,电势能
先增大后减小,选项D正确.
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素能提升二 电容器的应用
1.(2023·湖北)(多选)一带正电微粒从静止开始经电压U1加
速后,射入水平放置的平行板电容器,极板间电压为U2.微粒
射入时紧靠下极板边缘,速度方向与极板夹角为45°,微粒运
动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为2L和L,到
两极板距离均为d,如图所示.忽略边缘效应,不计重力.下列说
法正确的是( )
A.L∶d=2∶1
B.U1∶U2=1∶1
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答案 BD
解析 粒子从射入到运动到最高点由运动学可得2L=vxt,d=
·t,vx=vy联立可得L∶d=1∶1,选项A错误;
C.微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2
D.仅改变微粒的质量或者电荷数量,微粒在电容器中的运动轨迹不变
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粒子在电容器中水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀变速
直线运动,根据电场强度和电势差的关系及场强和电场力的关
系可得E=,F=qE=ma,粒子射入电容器后的速度为v0,
水平方向和竖直方向的分速度vx=v0cos 45