课时梯级训练(10) 电场性质的理解和应用（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

课时梯级训练(10)　电场性质的理解和应用 1．若带正电荷的微粒在电场中运动，只受静电力作用，它在任意一段时间内 (　 　) A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动 D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动 D　解析：微粒的运动情况取决于合力和初速度的关系，微粒只受到静电力的作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线、微粒有没有初速度及初速度方向与电场线的关系；只有当电场线是直线且微粒的初速度方向沿着电场线时，微粒才沿电场线运动，微粒不一定由高电势处向低电势处运动，A、B、C错误，D正确。 2．一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，下列说法正确的是(　 　) A．如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大 B．如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势低 C．如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高 D．如果实线是等势面，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大 A　解析：若题图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则a点的电势比b点的电势低，C错误；由于从a点运动到b点电场力做正功，所以电子的电势能减小，所以电子在a点的电势能比在b点的电势能大，A正确；若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，则a点的电势比b点的电势高，从a到b电场力对电子做负功，所以电势能增加，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小，B、D错误。 3．(多选)如图所示，在Oxy坐标系中有一底角为60°的等腰梯形，空间有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中原点O的电势为9 V，A点电势为4.5 V，B点电势为0，则由此可以判定(　 　) A．电场的电场强度大小为150 V/m B．电场的电场强度大小为100 V/m C．电场的方向与x轴正方向成30°角向上 D．电场的方向沿x轴正方向 AC　解析：因原点O的电势为9 V，B点电势为0，可知O、B连线中点(设为D)的电势为φD＝＝4.5 V，因A点电势为4.5 V，可知AD为等势面，则由几何关系可知，场强方向沿OB方向，与x轴正方向成30°角向上，大小为E＝＝ V/cm＝150 V/m，A、C正确。 4．如图所示，一个带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法错误的是(　 　) A．M带负电荷，N带正电荷 B．M在b点的动能小于它在a点的动能 C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做负功 D　解析：带正电的点电荷固定于O点，由题图中带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹可知，粒子M受到引力作用，所以带负电，粒子N受到斥力作用，所以带正电，A说法正确，不合题意；由于a点比b点更靠近带正电的点电荷，所以粒子M由a点运动到b点的过程中要克服电场力做功，动能减小，B说法正确，不合题意；d点和e点在同一个等势面上，所以N在d点的电势能等于它在e点的电势能，C说法正确，不合题意；粒子N带正电，从c点运动到d点的过程中电场力做正功，D说法错误，符合题意。 5．如图所示，虚线是等势面，相邻的两等势面的电势差都相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该带正电的小球的运动轨迹，小球在a点的动能为20 eV，运动到b点的动能为2 eV。若取c点为零电势点，则当这个小球的电势能为－6 eV时，它的动能为(不计重力和空气阻力)(　 　) A．16 eV B．14 eV C．6 eV D．4 eV B　解析：设相邻两等势面间的电势差为U，小球的电荷量为q，小球从a到b和从b到c分别根据动能定理得－q·3U＝Ekb－Eka，qU＝Ekc－Ekb，解得Ekc＝(Eka＋2Ekb)＝(20＋2×2) eV＝8 eV。因为c点电势为0，所以小球在c点时的电势能为0，小球在电场中运动时只有电场力做功，所以小球的动能和电势能的总和保持不变，恒为8 eV，所以当小球的电势能为－6 eV时，它的动能为14 eV。 6．如图所示，实线是匀强电场的电场线，带电粒子q1、q2分别从A、C两点以初速度v垂直射入电场，其运动轨迹分别是图中的ABC、CDA。已知q1带正电，不计粒子重力和阻力。则下列说法正确的是(　 　) A．q2也带正电 B．A点的电势低于C点的电势 C．静电力对q1做正功，对q2做负功 D．q1、q2的电势能均减小 D　解析：做曲线