【物理】2020届一轮复习人教版电场性质的应用课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版电场性质的应用课时作业

‎2020届一轮复习人教版 电场性质的应用 课时作业 ‎1．保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们的学习效率，甚至给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现了一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列数字中的(　　)‎ A．6.2×10－‎19 C　B．6.4×10－‎‎19 C C．6.6×10－‎19 C D．6.8×10－‎‎19 C 答案：B ‎2．[人教版选修3－1P5演示实验改编](多选)用控制变量法可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O的电荷量用Q表示，三个小球的电荷量相等，用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示．忽略小球之间相互影响，则以下对该实验现象的判断正确的是(　　)‎ A．保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d有关 B．保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比 C．保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比 D．保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关 解析：减小d，则θ变大，说明F与d有关，但不能说明反比关系，故A正确、B错误；同理可知C错误、D正确．‎ 答案：AD ‎3．[2015·江苏卷](多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示．c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则(　　)‎ A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高 C．c点的电场强度比d点的大 D．c点的电势比d点的低 解析：由题图知，a点处的电场线比b点处的电场线密集，c点处电场线比d点处电场线密集，所以A、C正确；过a点画等势线，与b点所在电场线的交点与b点位置比较知b点的电势高于a点的电势，故B错误；同理分析可得d点电势高于c点电势，故D正确．‎ 答案：ACD ‎4．[2019·江西九江十校第二次联考]如图所示，A是带电荷量为＋Q、半径为R的球体且电荷均匀分布．(均匀分布电荷的绝缘球体在空间产生对称的电场，场强大小只和到球心的距离有关)．B为带电荷量为＋q的带电体，可看作点电荷．已检测到c点的场强为零，d点与c点到球心O的距离都为r，B到c点距离也为r，那么只把带电荷量为＋q的带电体移到e点，e点到c、d两点的距离均为r.则d点场强大小为(　　)‎ A．k　　　B．k　　　C．k　　　D．k 解析：由c点场强为零可知＝，Q＝q，把带电荷量为＋q的带电体移到e点，两电荷在d点处产生的场强大小相等，均为E＝＝，两场强方向垂直，所以d点场强大小Ed＝E＝＝，A正确．‎ 答案：A ‎5.如图所示为一孤立的负点电荷形成的电场，一带电粒子仅在电场力的作用下以某一速度进入该电场，依次经过A、B、C三点，其中A、C两点与负点电荷的距离相等，B点是轨迹上距离负点电荷最近的点。则下列说法正确的是(　　) ‎ A．粒子运动到B点的速度最大 B．电势差关系为UAB＝UBC C．粒子带负电，并且在B点时的加速度最大 D．粒子在B点的电势能小于在C点的电势能 解析：选C　根据题述及题图知，粒子受到负点电荷的斥力作用，因此粒子带负电，粒子从A点到B点速度减小，从B点到C点速度增大，运动到B点时的速度最小，A错误；由于A、C两点与负点电荷的距离相等，则这两点的电势相等，可得UAB＝－UBC，B错误；轨迹上B点处的电场线最密，所以粒子在B点时受到的电场力最大，加速度最大，C正确；在粒子由B点向C点运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，则粒子在B点的电势能大于在C点的电势能，D错误。‎ ‎6.某电场的电场线分布如图所示，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆上的四点，其中MN为圆的直径，则(　　)‎ A．M点的电势与Q点的电势一样高 B．O、M间的电势差等于N、O间的电势差 C．一正电荷在O点的电势能大于在Q点的电势能 D．将一个负电荷由P点沿圆弧移动到N点的过程中电场力不做功 解析：选C　根据电场线与等势线垂直，可在题图中M点所在电场线上找到Q点的等势点Q′，根据沿电场线电势降低可知，Q′点的电势比M点的电势高，故A错误；根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO间的平均电场强度小，故由公式U＝Ed可知，O、M间的电势差小于N、O间的电势差，故B错误；O点电势高于Q点，根据Ep＝φq可知，正电荷在O点的电势能大于在Q点的电势能，故C正确；P点的电势比N点的电势低，负电荷从低电势移动到高电势电场力做正功，故D错误。‎ ‎7.(多选)如图所示的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定(　　)‎ A．M点的电势大于N点的电势 B．M点的电势小于N点的电势 C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 解析：选AD　由题图可知，电场为非匀强电场，N点处电场线比M点处密集，则N点场强大于M点场强，同一带电粒子在N点受到的电场力大于在M点受到的电场力，D正确，C错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，M点的电势大于N点的电势，A正确，B错误。‎ ‎8.(多选)如图所示虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点，则该粒子(　　)‎ A．带负电 B．在c点受力最大 C．在b点的电势能大于在c点的电势能 D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化 解析：选CD　根据带电粒子所受合力指向运动轨迹曲线的凹侧，结合题图可知，粒子带正电，选项A错误；根据库仑定律可知，a、b、c三点中，粒子在a 点时受力最大，选项B错误；从b点到c点电势减小，带正电粒子的电势能减小，故在b点的电势能大于在c点的电势能，选项C正确；由于虚线为等间距的同心圆，根据U＝d(为某段电场强度的平均值)，可得Uab＞Ubc，根据电场力做功公式，可得Wab＞Wbc，根据动能定理，粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化，选项D正确。‎ ‎9.(多选)两个关于原点O对称放置的等量异种点电荷的电场线如图所示。选项图中能正确表示其位于x轴上的电场强度或电势分布随位置x变化规律的是(　　)‎ 解析：选AC　根据两个等量异种点电荷连线的中垂线电势为零，越靠近正电荷电势越高，越靠近负电荷电势越低，可知电势分布随位置x变化规律正确的是A；根据在两个等量异种点电荷连线上电场强度先减小后增大，越靠近电荷，电场强度越大，可知电场强度分布随位置x变化规律正确的是C。‎ ‎10.(多选)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点。一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动。取无穷远处的电势为零，则(　　)‎ A．q由A点向O点的运动是匀加速直线运动 B．q由A点向O点运动的过程电势能逐渐减小 C．q运动到O点时的动能最大 D．q运动到O点时电势能为零 解析：选BC　两等量正点电荷在连线的中垂线MN上的电场强度方向从O点向两侧沿中垂线指向无穷远处，场强大小从O点沿MN到无穷远处先变大后变小，因此q由静止释放后，在变化的电场力作用下做直线运动的加速度不断变化，A项错误；q由A点到O点电场力做正功，电势能减小，B项正确；在MN上O点电势最高，因此q在O 点的电势能最小，由于只有电场力做功，因此电势能与动能的和是一定值，电势能最小时，动能最大，C项正确；O点的电势不为零，因此q在O点时的电势能不为零，D项错误。‎ ‎11．如图所示，光滑、绝缘的水平轨道AB与四分之一圆弧轨道BC平滑连接，并均处于水平向右的匀强电场中，已知匀强电场的场强E＝5×103 V/m，圆弧轨道半径R＝‎0.4 m。现有一带电荷量q＝＋2×10－‎5 C、质量m＝5×10－‎2 kg的物块(可视为质点)，从距B端s＝‎1 m处的P点由静止释放，加速运动到B端，再平滑进入圆弧轨道BC。重力加速度g＝‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)物块在水平轨道上加速运动的时间和到达B端的速度vB的大小；‎ ‎(2)物块刚进入圆弧轨道时受到的支持力NB的大小。‎ 解析：(1)在物块由静止释放至运动到B端的过程中，由牛顿第二定律可知：‎ qE＝ma 又由运动学公式有：s＝at2‎ 解得：t＝1 s 由vB＝at 解得：vB＝‎2 m/s。‎ ‎(2)物块刚进入圆弧轨道时，在沿半径方向上由牛顿第二定律有：‎ NB－mg＝m 解得：NB＝1 N。‎ 答案：(1)1 s　‎2 m/s　(2)1 N ‎12．(2019·北京通州模拟)如图甲所示，把一个带正电的球A放在绝缘支架上，再把一个质量为m、带电量为q的带电小球B用绝缘细绳悬挂在铁架台上，小球B静止在P点时细绳与竖直方向的夹角为θ，电场力方向水平向右。球A与球B之间的距离远大于两球的直径。求：‎ ‎(1)球B在P点所受电场力F0的大小及球A产生的电场在P点的电场强度E0的大小；‎ ‎(2)现缓慢移动铁架台，使球B从P点沿水平方向右移，近似认为移动过程中电场力方向始终水平向右，用刻度尺测出P点右侧不同位置到P点的水平距离x ‎，采取(1)中方法确定出该位置球B所受电场力F，然后作出Fx图像，如图乙所示。其中M点为水平移动过程中的一点，已知x轴上每小格代表的距离为x0，根据图像估算P、M两点间电势差UPM的大小。‎ 解析：(1)由平衡条件有＝tan θ 得F0＝mgtan θ 根据F0＝qE0‎ 得E0＝。‎ ‎(2)因Fx图像中图线与x轴所围的面积表示电场力做功的大小，所以可用题图乙图线与x轴所围成的图形中，小正方形的数目表示电场力做功的量值。‎ 由(1)知，P点对应的电场力为F0＝mgtan θ，结合题图乙知，每1个小正方形的面积所代表的电场力的功 W0＝x0‎ P、M两点间Fx图线与x轴所围面积约有22个小正方形，所以电场力做的功 WPM＝22W0＝x0＝x0‎ 由WPM＝qUPM 得UPM＝x0。‎ 答案：(1)mgtan θ　　(2)x0‎