专题03 静电场中的能量问题-2024-2025学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

`` 第十章 静电场中的能量 专题03：静电场中的能量问题 一、选择题 1.(经典题)(2024北京海淀期中)空间存在着平行于纸面的匀强电场，但电场的方向未知。经分析可知沿Ox方向场强大小随x变化情况如图甲所示，沿Oy方向电势随y变化情况如图乙所示，已知电场沿Ox和Oy的正方向与下列坐标系正方向一致。取sin 37°=0.6，则该电场的场强大小及其方向为 (　 　) 　 A.3 V/m，与x轴成53°角斜向右上 B.5 V/m，与x轴成53°角斜向右上 C.3 V/m，与x轴成53°角斜向右下 D.5 V/m，与x轴成53°角斜向右下 2.(2024江苏南京期末)如图所示，A、B、C、D为匀强电场中的四点，它们的连线构成正方形，其中AD边与电场线平行，O点为A、C与B、D连线的交点。一个电荷量为Q的正点电荷固定在O点，下列说法正确的是 (　 　) A.C、D两点的电场强度相同 B.A、B两点的电势不相等 C.将电子沿直线从B点移动到C点，电场力做正功 D.将电子沿直线从C点移动到D点，电势能先减小后增大 3.(2024河南安阳期中)如图所示，阴极射线示波管的聚焦电场由电极A1、A2形成，图中实线为电场线，虚线为等势线，Z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三个点，则 (　 　) A.电极A1的电势高于电极A2的电势 B.电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度 C.电子在P点处的动能小于在Q点处的动能 D.电子在Q点处的电势能小于在R点处的电势能 4.(2024湖北荆州期中)如图所示，竖直固定的光滑绝缘细杆上O点套有一个电荷量为-q(q>0)的小环，在杆的左侧固定一个电荷量为Q(Q>0)的点电荷，杆上a、b两点与Q正好位于等边三角形的顶点，c是ab的中点。将小环从O点无初速度释放，通过a点的速率为v。若已知ab=Oa=l，静电力常量为k，重力加速度为g，则 (　 　) A.在a点，小环所受弹力大小为 B.在c点，小环的动能最大 C.在c点，小环的电势能最大 D.在b点，小环的速率为 5.(2023江苏徐州第一中学期中)如图甲所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点O，电荷B固定在x=2L处，通过电势传感器测出x轴上各点电势φ随坐标x变化的规律，并描绘出φ-x图像，如图乙所示。已知φ-x图线与x轴的交点坐标为x1和x2，x=3L处的图线的切线水平，取无穷远处电势为零，点电荷的电势公式为φ=，其中k为静电力常量，Q为场源电荷的电荷量，r为某点距场源电荷的距离。以下说法正确的是 (　 　) 　 A.x1=L，x2=L B.两点电荷的电荷量之比为QA∶QB=9∶1 C.在x轴上x>2L的区域内无初速度释放一正电荷，该正电荷一定能到达无穷远处 D.两点电荷为同种电荷 6.(2024湖南衡阳期中，改编)如图所示，倾角为30°的光滑绝缘直角斜面ABC，D是斜边AB的中点，在C点固定一个带电荷量为+Q的点电荷，一质量为m、电荷量为-q的小球从A点由静止释放，小球经过D点时的速度为v，到达B点时的速度为0，则 (　 　) A.小球从A到D的过程中静电力做功为mv2 B.小球从A到B的过程中电势能先增大后减小 C.B点电势比D点电势高 D.A、B两点间的电势差UAB= 二、非选择题 7.(2024湖北黄冈期中)如图所示，a、b、c三点为一直角三角形的顶点，有一匀强电场与三角形所在平面平行，已知a、b、c三点的电势分别为(2-)V、2 V、(2+)V，图中圆为三角形的外接圆，b处有一质子源，能向圆内不同方向喷射初动能均为5 eV的质子，已知质子电荷量为e，不计质子重力及相互间的作用力，求这些质子飞越圆周时动能的范围。 8.(2024河南平顶山九校联盟期中)如图所示，A、B、C三点位于同一竖直平面内，且任意两点间的距离等于l，AC沿竖直方向，将一质量为m的小球以某一初动能自A点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过B点。使此小球带电，电荷量为q(q>0)，同时加一匀强电场，场强方向与△ABC所在平面平行。现从A点以同样大小的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球恰好可以通过B、C连线的中点D，到达D点时的动能为初动能的倍；若该小球从A点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过E点，且CE=AC，且到达E点时的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g。求： (1)小球到达B点时的动能与初动能之比； (2)求A、D与A、E间电势差之比UAD∶UAE； (3)此匀强电场的电场强度大小。 答案与分层梯度式解析 专题强化练3　静电场中的能量问题 1.D　由题图甲可知，沿Ox方向的场强大小为Ex=3Vm，方向沿Ox正方向；由UAB=φA-φB=Ed可知，题图乙中φ-y图线的斜率大小表示沿Oy方向