2024鲁科版高中物理必修第三册同步练习--专题强化练2　电场的能的性质

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2024鲁科版高中物理必修第三册同步
专题强化练2　电场的能的性质
(2021河北期末)如图为某电场中的三条电场线,A、B、C是其中一条电场线上的三个点。已知AB=BC=10 cm,A、C两点的电势分别为φA=30 V,φC=10 V,下列说法正确的是 (　　)
A.B点的电势为20 V
B.B点的电场强度方向由B指向A
C.将电子从A点移动到C点,电子克服电场力做功20 eV
D.A点的电场强度大小为100 N/C
2.(2022湖南益阳箴言中学等八校联考)如图所示,虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面,实线是电子仅在电场力作用下的运动轨迹,M、N、P、Q分别为运动轨迹与各等势面的交点。已知电子从M点运动到Q点的过程中电场力做功6 eV,设b等势面的电势为零。则下列判断正确的是 (　　)
A.c等势面的电势φc=-2 V
B.电子在P点的加速度比在N点的加速度大
C.电子经过P点的动能比经过N点的动能小
D.电子在P点的电势能比在N点的电势能大
3.(2023广东阶段练习)某同学在干燥环境做小实验,剪下一段塑料扁带,末端打结,再把另一端撕成丝,做成“章鱼”的造型,用毛巾从扁带丝打结端向尾端摩擦,反复几次。用毛巾来回摩擦PVC(塑料)管,听到有噼里啪啦的声音后,停止摩擦。将“章鱼”往上抛,再将PVC管放在“章鱼”下方,在“章鱼”减速下落靠近PVC管的过程,不计空气阻力,下列表述正确的是 (　　)
A.“章鱼”与PVC管相互吸引
B.“章鱼”与PVC管间相互作用力变大
C.PVC管在“章鱼”处产生的场强变小
D.PVC管和“章鱼”的电势能增大
4.(2023福建德化第一中学阶段练习)在x轴上的O点(x=0)和b点(x=15 cm)分别固定放置两点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上的分布如图中所示,a、c两点是图线与横轴的交点,取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是 (　　)
A.a、c两点的电场强度大小相等,方向相反
B.q1所带电荷量是q2所带电荷量的4倍
C.将一正电荷从a点移到c点,电场力做功为零
D.将一负电荷从c点移到d点,电势能增大
5.(2021河北唐县一中月考)如图所示,半径R=1 m的圆O的一个内接三角形abc为直角三角形,∠a=30°、∠b=90°、∠c=60°。一匀强电场的方向与圆所在平面平行,已知a、b、c三点电势分别为φa=-1 V、φb=0、φc=1 V。则下列说法正确的是 (　　)
A.圆上的电势最高为 V
B.圆上的电势最低为- V
C.匀强电场的场强大小为 V/m
D.匀强电场的场强方向为c指向O
专题强化练2　电场的能的性质
1.C 2.A 3.BD 4.C 5.B
1.C　从A到C,电场强度逐渐减小,根据U=Ed可知UAB>UBC,所以B点的电势低于20 V,A错误;沿着电场方向电势逐渐降低,所以B点的电场强度方向由B指向C,B错误;将电子从A点移动到C点,电场力做功为W=UAC(-e)=-20 eV,C正确;该电场不是匀强电场,所以A点的电场强度无法求解,D错误。
2.A　电子从M点运动到Q点的过程中电场力做功6 eV,则有UMQ(-e)=6 eV,解得UMQ=-6 V,可推理得UNP=-2 V,所以c等势面的电势φc=-2 V,A正确;因为等差等势面平行且间距相等,所以该电场是匀强电场,则电子在P点的加速度与在N点的加速度相等,B错误;电子从N到P,电场力做正功,动能增大,电势能减小,所以电子经过P点的动能比经过N点的动能大,电子在P点的电势能比在N点的电势能小,C、D错误。故选A。
3.BD　用毛巾与扁带丝摩擦后,扁带丝上带上了同种电荷,再用毛巾摩擦PVC管,它也带上了同种电荷,所以“章鱼”与PVC管的带电性质相同,二者之间互相排斥,故A项错误;“章鱼”与PVC管接近过程,两者间的相互作用力变大,故B项正确;越靠近场源,场强越大,随着两者的接近,PVC管在“章鱼”处产生的场强变大,故C项错误;PVC管与“章鱼”带同种电荷,两者接近过程,电场力做负功,电势能增大,故D项正确。
4.BC　由题图可知,φ-x图像的斜率大小表示电场强度的大小,斜率的正负表示电场强度的方向,a、c两点电势相等,但电场强度大小和方向均不同,故A错误;由题图可知,d点处图线斜率为零,表明该点的合场强为零,即两点电荷在d点的场强大小相等,方向相反,而d点到两点电荷q1、q2的距离之比为2∶1,根据点电荷电场公式E=k可得,q1、q2的电荷量之比为4∶1,故B正确;a、c两点电势相等,电势差为零,将一正电荷从a点移到c点,电场力做功为零,故C正确;c、d间电场方向向左,负电荷从c点移到d点,电场力做正功,电势能减小,故D错误。
方法技巧　理解φ-x图像斜率的物理意义即电场强度,由斜率的变化可确定电场强度的变化;φ-x图像中根据φ的大小可判断电场方向,进而判断出电场力做功情况及电势能变化情况。
5.B　ac中点O的电势φO=0,所以b、O连线是匀强电场的等势线,电场线方向与bO垂直,如图所示,故D错误;圆上M点电势最高,过c点作等势线,与电场线MO交于d点,则φd=φc=1 V,根据几何关系知,O、d间的距离为R cos 30°=R= m,所以电场强度的大小E== V/m,M点的电势φM=ER= V,圆上电势最低点与M点在同一直径上,关于O点对称,故圆上最低电势为- V,故A、C错误,B正确。
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