第十章 专题2电场的能的性质过关测试（Word版含答案）

2019人教版必修第三册 第十章 专题2 电场的能的性质 过关测试
一、多选题
1．如图所示，AB、CD是一个圆的两条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度方向平行该圆所在平面，在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从A点以相同的速率沿不同方向射向圆形区域，粒子将经过圆周上的不同点，其中经过C点时粒子的动能最小．若不计粒子所受的重力和空气阻力，则下列判断中正确的是（ ）
A．电场强度方向由A指向B
B．电场强度方向由C指向D
C．粒子到达B点时动能最大
D．粒子到达D点时电势能最小
2．如图所示，在竖直平面内，带等量同种电荷的小球A、B，带电荷量为-q（q＞0），质量都为m，小球可当作质点处理．现固定B球，在B球正上方足够高的地方释放A球，则从释放A球开始到A球运动到最低点的过程中（ ）
A．小球A的动能不断增加 B．小球的加速度不断减小
C．小球的机械能不断减小 D．小球的电势能不断增加
3．如图所示，以点电荷Q为圆心的圆上有B、C两点，已知将正点电荷q从A点移至B点，克服电场力做功为W，W>0则（　　）
A．Q为负电荷
B．将负电荷从C点移至A点，电势能增加
C．将正点电荷q从B点沿圆周移至C点，电场力不做功
D．将正点电荷q从C点沿直线移至A点，电场力做功大于W
4．如图所示是两个等量正点电荷，周围有1、2、3、4各点．两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是（ ）
A．E1>E2>E3>E4 B．E3、E4可能相同
C．φ1>φ2>φ3>φ4 D．φ1>φ2=φ3=φ4
5．如图所示，平行直线、、、、分别表示电势为-4V、-2V、0、2V、4V的等势线若，且与直线MN成角，则（ ）．
A．该电场是匀强电场，电场强度方向垂直于，且向左斜向下
B．该电场是匀强电场，电场强度方向垂直于，且向左斜向上
C．该电场是匀强电场，离C点的距离为2 cm的所有点中，最高电势为4V，最低电势为-4V
D．该电场可能不是匀强电场
二、单选题
6．如图所示，绝缘轻杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场，不考虑两球之间的相互作用。初始时轻杆与电场线垂直（如图中实线位置），将杆向右平移的同时顺时针转过90°（如图中虚线位置），发现A、B两球电势能之和不变。根据图中给出的位置关系，可判断下列说法中正确的是（　　）
A．A球一定带正电荷，B球一定带负电荷
B．A、B两球带电量的绝对值之比qA：qB=1：2
C．A球电势能一定增加
D．电场力对A球和B球都不做功
7．公式：①，②，③，④，⑤，⑥，⑦。关于以上公式下列说法错误的是（　　）
A．①③④适用任何静电场，②适用点电荷电场，⑤只适用匀强电场定量计算
B．E由F和q决定，由Ep和q决定，UAB由WAB和q决定
C．⑥适用于任何电容器，⑦是平行板电容器的决定式
D．Ep由和q决定，WAB和q有关
8．如图所示，实线表示某电场的电场线，方向未画出，虚线为带负电的粒子仅在电场力作用下从A点运动到B点的轨迹。下列说法正确的是（　　）
A．A点的电势小于B点的电势
B．粒子在A点的动能大于在B点的动能
C．粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
D．粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
9．某电场的电场线的分布如图所示．一个带电粒子只在电场力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点．则下列判断错误的是 ( ).
A．粒子带负电 B．粒子在M点的加速度小
C．粒子在N点的速度大 D．电场力对粒子做正功
10．Q1、Q2为两个带电质点，带正电的检验电荷q沿中垂线上移动时，q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如图细线所示（力的方向都是向左侧），由此可以判断（　　）
A．Q2可能是负电荷 B．Q1、Q2可能为等量异种电荷
C．Q2电量一定大于Q1的电量 D．中垂线上的各点电势相等
11．x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间线上各点电势高低如图曲线所示（AP>PB），选无穷远处电势为0，距电荷量为Q的点电荷r处的电势为从图中可以看出（　　）
A．Q1电荷量一定小于Q2电荷量
B．P点电场强度是0
C．Q1和Q2之间线上各点电场方向都指向Q2
D．Q1，Q2可能是同种电荷
12．在静电场中，下列关于电场强度和电势的说法，正确的是（ ）
A．电场强度大的地方电势一定高
B．电势降低的方向就是场强方向
C．电势为零的地方电场强度也一定为零
D．电场强度大小相同的点电势可能不同
三、解答题
13．如图，A、B为体积可忽略的带电小球，QA=1×10-8 C，QB=-1×10-8 C，A、B相距3 cm。在水平外电场作用下，A、B保持静止，悬线都沿竖直方向。
试求：（1）外电场的场强大小和方向；
（2）AB中点处总电场的场强大小和方向。 （）
14．电场中A、B两点的电势φA=900V，φB=-300V。把电荷q=-1.5×10-8C由A点移动到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少？增加或减少了多少？
15．两块带电平行金属板相距16cm，两板之间的电势差为V．在两板间与两板等距离处有一粒带C电荷的尘埃，求：
（1）该尘埃受到的静电力；
（2）该尘埃到达正极板过程中，静电力做的功．
16．如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30o角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E=2×104N/C。在细杆上套有一个带负电的小球，带电量为q=1×10-5C、质量为m=3×10-2kg。现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C 点。已知AB间距离x1=0.4m， g=10m/s2求：
(1)小球通过B点时的速度大小vB；
(2)求小球从A运动到B所用的时间t；
(3)小球进入电场后滑行的最大距离x2；
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BD
【详解】
试题分析：仅在电场力作用下从A点进入，离开C点的动能最小，电势能最大，则C点是沿电场强度方向离A点最近，所以电场线与过C的切线相垂直，由于带电微粒是带正电，故匀强电场的方向沿CD方向．故A错误，B正确；由上可知，电场线方向从C到D，由沿着电场线方向，电势降低，则有D点的电势能最小，动能最大，故C错误，D正确．
考点：电势能，电场力做功
2．CD
【详解】
AB．小球A向下运动的过程中，刚开始距离较远，重力大于静电力，小球做加速运动，当重力等于静电力时速度最大，后静电力大于重力，小球做减速运动直到停止．所以小球的动能先增加后减小，加速度先减小后增大，故AB错误；
CD．静电力一直做负功，机械能不断减小，电势能不断增加，故CD正确；
故选CD。
3．BC
【详解】
A.将正电荷从A移到B点，电场力做负功，则电势能升高，可知B点的电势高于A点，则Q为正电荷，A错误；
B.将负电荷从C点移到A点和从B点移到A点，电场力做功相同，将负电荷从B点移动A电，电场力做负功，电势能增加，B正确；
C.B、C两点处于同一等势面上，将正点电荷q从B点沿圆周移至C点，电场力不做功，C正确；
D.将正电荷从C点移到A点，与从B点移到A点电场力做功相同，均为，D错误。
故选BC。
【点睛】
根据电场力做功得出电势能的高低，从而得出电势的高低，判断出点电荷Q的电性。根据电场力做功判断电势能的变化，在等势面上移动电荷，电场力不做功。
4．BC
【详解】
AB．等量同种点电荷电场线的分布具有对称性，垂直平分线从垂足向两侧场强先增大后减小，故3、4两点场强没法判断大小，可能相等，也可能不同，故A错误，B正确．
CD．沿着电场线方向电势逐渐降低，且2点的电势为零，故φ1>φ2>φ3>φ4，故C正确，D错误。
故选BC。
5．BC
【详解】
ABD．在相邻等势面之间的电势差都相等时，只有匀强电场的等势面才具有“相互平行，且间距相等的平面”的特点，故该电场是匀强电场．电场强度方向应与等势面相互垂直且由高等势面指向低等势面，在这里电场方向应该是垂直于且由右下方指向左上方。故B正确，AD错误；
C．若以C点为圆心，以2cm为半径作圆，该圆恰好与等势面和等势面相切，故该圆上各点中，电势最高和最低的点应分别为4V和-4V．可知C正确。
6．B
【详解】
A．两球电势能之和不变，电场力对系统做功为零，因此A、B电性一定相反，A可能带正电，也可能带负电，故A错误；
B．电场力对A、B做功大小相等，方向相反，所以有
EqB×L=EqA×2L
所以
qA：qB=1:2
故B正确；
C．A球的电性不确定，无法判断其电势能的变化，故C错误；
D．电场力对A、B都做功，代数和为零，故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．①③④适用任何静电场，②适用点电荷电场，⑤只适用匀强电场定量计算，A正确；
B．公式
，，
都是比值定义，场强的大小，电势的高低以及电场中AB之间的电势差是由电场本身的性质决定的，与检验电荷无关，B错误；
C．公式
是电容器的定义式，适用于任何电容器；而
是平行板电容器的决定式，C正确；
D．电势能Ep由和q共同决定的，电场力做功WAB与AB间电势差以及电荷量q都有关，D正确。
故错误的选B。
8．B
【详解】
A．根据粒子的运动轨迹可知，带负电的粒子受电场力大致斜向右向上，可知电场线斜向下，沿电场线电势降低，可知A点的电势大于B点的电势，选项A错误；
BD．从A到B，电场力做负功，可知动能变小，电势能变大，即粒子在A点的动能大于在B点的动能，粒子在A点的电势能小于在B点的电势能，选项B正确，D错误；
C．因B点的电场线较A点密集，可知B点的场强较大，则粒子在A点的加速度小于在B点的加速，选项C错误。
故选B。
9．A
【详解】
试题分析:由带电粒子在电场中的运动轨迹可知，其受到的电场力是指向弧线所凹下去的那一端，即右上方，故粒子带正电，故A错误；由图可知：M点的电场强度小于N点，电场力也小于N点，当然加速度也小于N点，故B正确；由M到N时，电场力对粒子做正功，故粒子在N点的速度大于M点的速度，故C、D正确．
考点：电场线；电场力做功
10．C
【分析】
电场强度是矢量，根据平行四边形法则和带正电的检验电荷q沿中垂线上移动时，q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向判断问题。根据电场力做功判断电势的变化。
【详解】
ABC．因为q带正电，电场力的方向向左侧且在两电荷连线上方，电场力斜向左上，可以判定Q2带正电，Q1可能带负电，可能带正电，带电量小于Q2，故AB错误，故C正确；
D．检验电荷q沿中垂线上移动时，由于电场力方向是变化的，从图中可以看出电场力做功，所以q沿中垂线上移动时电势能变化，所以中垂线上的各点电势不相等，故D错误。
故选C。
【点睛】
在解答本题的时候一定要注意的是两个电荷的电荷量并不相同，在它们的中垂线上，各个点的电势并不相同，要根据电场的分布来判断电场强度大小和电势的高度。
11．C
【详解】
AD．由图象可知离点电荷Q1越近，电场中的电势越高，由此可以判断Q1为正电荷，同理由于离Q2越近电势越低，所以Q2为负电荷，在它们的连线上的P点的电势也是零，但P点离Q2近，所以Q1的电荷量要大于Q2的电荷量，选项AD错误；
BC．由于Q1和Q2为异种电荷，并且Q1为正电荷，在x轴正半轴上的电场方向向右，Q2为负电荷，在Q1和Q2之间的电场方向也向右，所以P点电场强度是Q1和Q2在P点产生的电场的矢量和，不为零，方向向右，选项B错误，C正确。
故选C。
12．D
【详解】
电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高．故A错误．电势降落最快的方向就是场强方向，选项B错误；电势为零，是人为选择的，而电场强度是由电场决定的，此处电场强度不一定为零．故C错误．电场强度大小相同的点电势可能不同，例如匀强电场中各点电场强度大小相同，但是电势可能不同，故D正确．故选D．
【点睛】
电场强度和电势这两个概念非常抽象，可借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低．
13．（1）1×105N/C，方向水平向左；（2）7×105N/C，方向水平向右
【详解】
(1)对A受力分析，B对A的作用力向右，匀强电场对A的作用力向左，A受力平衡，所以
即外电场的场强
方向水平向左
(2)AB中点的场强是三个电场叠加的结果，其中
方向水平向右
方向水平向右
外场强大小为
方向水平向左
故AB中点处总电场的场强大小
方向水平向右
14．-1.8 ×10-5J ,增加,1.8 ×10-5J
【详解】
电荷由移动到点过程中，电场力做功为：
代入数据解得：
电荷带负电，由高电势移动到低电势，电场力做负功，电势能增加，由能量的转化与守恒可知，电势能的变化量等于电场力做功的大小，所以增加。
15．（1）（2）J
【详解】
（1）由电势差与场强关系可得
尘埃所受电场力
（2）静电力做的功，解得：
16．(1)2m/s；(2)0.4s；(3)0.4m
【详解】
(1)从A到B的过程中，根据动能定理
代入数据解得
(2)根据
可得从A到B的时间
(3) 从A到C的过程中，根据动能定理
代入数据解得
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