电势只有大小,没有方向,是标量,其数值不具有绝对意义,只具有相对意义。以下是
2016-2017高考物理复习专题提升练习,请大家仔细练习。
1.(改编)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点的电势能小于在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
【答案】D
【解析】由于带电粒子受到电场力指向轨迹凹侧,说明带电粒子带正电,选项A错误;根据库仑定律F=k可知,粒子在c点受到电场力最小,选项B错误;粒子从b点运动到c点的过程中,电场力对粒子做正功,粒子电势能减小,选项C错误;由动能定理可得:qU=ΔEk,因为Uab>Ubc,所以选项D正确.
2.(2015年北京模拟)下列四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中电势和场强都相同的是()
【答案】B
【解析】a、b两点场强的方向不同,选项A错误;a、b两点电势和场强均相同,选项B正确;a点电势高于b点电势,选项C错误;a、b两点场强的方向不同,选项D错误.
3.(改编)某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有()
A.带正电的矿粉落在右侧B.电场力对矿粉做负功
C.带负电的矿粉电势能变大D.带正电的矿粉电势能变小
【答案】D
【解析】带正电的矿粉受到向左的电场力作用,落在左侧,电场力对矿粉做正功,矿粉电势能变小,选项D正确.
4.a、b、c、d是匀强电场中的4个点,它们正好是一个矩形的4个顶点.电场线与矩形所在的平面平行.已知a点的电势为20 V,b点的电势为24 V,d点的电势为4 V,由此可知c点的电势为()
A.4 V B.8 V
C.12 V D.24 V
【答案】B
【解析】平行于匀强电场所在平面的1个平行四边形,任意两条平行边上对应两点的电势差相等,即φa-φd=φb-φc,可得选项B正确.
5.(2015年德州期末)一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图K6-2-4乙所示,若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则()
A.电子将沿Ox方向运动B.电子的电势能将增大
C.电子运动的加速度恒定D.电子运动的加速度先减小后增大
【答案】AD
【解析】由题图乙可知,沿x轴正方向电势越来越高,故电场线方向沿x轴负方向,电子受到的电场力沿x轴正方向,故电子将沿Ox方向运动,电子的电势能将减小,A正确,B错误;因电势φ随x的增大,其变化率先减小后增大,故沿x轴正方向,电场强度先减小后增大,电子运动的加速度先减小后增大,D正确,C错误.
6.(2015年金山中学期末)某带电粒子仅在电场力的作用下由A点运动到B点,电场线及粒子的运动轨迹可以判定()
A.粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度
B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D.粒子在A点的电势低于它在B点的电势
【答案】AB
【解析】A点的场强小于B点场强,在A点受电场力小于在B点,A正确;A到B过程电场力做正功,电势能减小,动能增大,B正确、C错误;A点电势高于B点,D错误.
7.(2015年江苏模拟)真空中有一带负电的点电荷绕固定的点电荷+Q运动,其轨迹为椭圆.已知a、b、c、d为椭圆的四个顶点,+Q处在椭圆焦点上,则下列说法正确的是()
A.负电荷在a、c两点所受的电场力大小相等
B.负电荷在a点的电势能高于在c点的电势能
C.负电荷由b运动到d的过程中电势能增加,动能减少
D.负电荷由a经b运动到c的过程中,电势能先增大后减小
【答案】AC
【解析】电场强度是矢量,由对称性可知a、c两点的场强大小相等,故负电荷在a、c两点所受电场力大小相等但方向不同,A正确;根据电势是标量和对称性可知,a、c两点的电势相等,故负电荷在a、c两点的电势能相等,B错误;正点电荷的电场线是辐射向外的,且沿电场线方向电势降低,故轨迹上a、b、c、d四点中b点电势最高,d点电势最低,a、c两点相同,所以负电荷在b点电势能最小,故选项C正确,D错误.
8.真空中等量异种点电荷放置在M、N 两点,在MN的连线上有对称点a、c,MN连线的中垂线上有对称点b、d,则下列说法正确的是()
A.a点场强与c点场强一定相同
B.a点电势一定小于c点电势
C.负电荷在c点的电势能一定大于在a点的电势能
D.正电荷从d点移到b点电场力不做功
【答案】AD
【解析】根据真空中等量异种点电荷电场线的分布特点,在MN的连线上对称点a、c场强一定相同,故选项A正确;因沿着电场线方向电势逐渐降低,但电场方向未知,则a点电势不一定小于c点电势,故选项B错误;电荷从a点移到c点,电场力做功正负未知,则不能判断电势能增减,负电荷在c点电势能不一定大于a点电势能,故选项C错误;而MN连线的中垂线是等势线,其上的对称点b、d电势相等,则正电荷从d点移到b点电场力不做功,故选项D正确.
9.(2015年珠海模拟)长为L,倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电荷量为+q,质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端的速度仍为v0,则()
A.小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能
B.A、B两点的电势差一定为
C.若是匀强电场,则该电场的场强一定是
D.若是匀强电场,则该电场的场强可能是
【答案】AD
【解析】小球动能没变,电场力与重力做功之和为零,重力做负功,电场力做正功,电势能减小,在B点的电势能小于A点,A正确;动能定理qU-mgLsin θ=0,得U=,B错误;场强方向不确定,所以场强不一定是,C错误,D正确.二、非选择题
10.(2015年泉州模拟)固定在竖直平面内的绝缘细半圆管轨道在C点与绝缘的水平地面平滑连接,半圆管的半径R=1.6 m,管内壁光滑,两端口C,D连线沿竖直方向,CD右侧存在场强大小E=1.5 × 103 N/C、方向水平向左的匀强电场,水平面AB段表面光滑,长L1=6.75 m,BC段表面粗糙,长L2=5.5 m.质量m=2.0 kg、电荷量q=0.01 C的带正电小球在水平恒力F=10.0 N的作用下从A点由静止升始运动,经过一段时间后撤去拉力F,小球进入半圆管后通过端口D时对圆管内轨道有竖直向下的压力ND=15 N.小球与水平面BC段之间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2.求:
(1)小球通过端口D时的速度大小vD;
(2)小球通过半圆管中点P时与圆管的作用力大小NP;
(3)撤去拉力F时小球的速度大小v0.
【答案】(1)2 m/s (2)0 (3)9 m/s
【解析】(1)在端口D,由牛顿第二定律有mg-ND=m
解得vD==2 m/s.
(2)设小球经过半圆管中点P时的速度大小为vP,从P到D的过程中由动能定理可得
qER-mgR=mv-mv
解得vP=2 m/s
在P点由牛顿第二定律有qE-NP=m
解得NP=0.
(3)设F作用的距离为s,从A到D由动能定理有
Fs-μmgL2-2mgR=mv
解得s=9 m
在F作用的过程中由动能定理得
Fs-μmg(s-L1)=mv
解得v0=9 m/s.
11.在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2 kg、带电荷量为q=+2.0×10-6 C的小物块处于静止状态,小物块与地面间的摩擦因数μ=0.1.从t=0时刻开始,空间上加一个如图K6-2-10乙所示的电场.(取水平向右的方向为正方向,g取10 m/s2)求:
(1)4秒内小物块的位移大小;
(2)4秒内电场力对小物块所做的功.
【答案】(1)8 m (2)16 J
【解析】(1)0~2 s内小物块加速度
a1==2 m/s2,
位移s1=a1t=4 m,
2 s末的速度为v2=a1t1=4 m/s,
2~4 s内小物块加速度
a2==-2 m/s2,
位移s2=v2t2+a2t=4 m,
4秒内的位移
s=s1+s2=8 m.
(2)v4=v2+a2t2=0,即4 s末小物块处于静止状态
设电场力对小物块所做的功为W,由动能定理有:
W-μmgs=0,
解得W=1.6 J.
12.光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”形滑板,其质量为M,平面部分的上表面光滑且足够长.在距滑板的A端为l的B处放置一个质量为m、带电量为q的小物体C(可看成是质点),在水平的匀强电场作用下,由静止开始运动.已知M=3m,电场的场强为E.假设物体C在运动中及与滑板A端相碰时不损失电量.
(1)求物体C第1次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小.
(2)若物体C与滑板A端相碰的时间极短,而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的,求滑板被碰后的速度大小.
(3)在(2)问条件下,求小物体C从开始运动到与滑板A第2次碰撞这段时间内,电场力对小物体C做的功.
【答案】(1) (2) (3)qEl
【解析】(1)设物体C在电场力作用下第1次与滑板A端碰撞时的速度为v1,
由动能定理,得qEl=mv,
解得v1=.
(2)小物体C与滑板碰撞过程中动量守恒,设滑板碰撞后的速度为v2,
由动量守恒定律,得mv1=Mv2-m·v1,
解得v2=v1=.
(3)设小物体C的加速度为a,由牛顿第二定律,有
F=qE=ma.
设第1次碰后到第2次碰前的时间为t,小物体C与滑板从第1次碰后到第2次碰时位移相等,以水平向左为正方向,
即v2t=-v1t+at2,
解得t=.
两次相碰之间滑板走的距离s=v2t=l.
设小物体C从开始运动到与滑板A第2次碰撞这段过程电场力对小物体做的功为W,
则W=qE(l+s),解得W=qEl.
2016-2017高考物理复习专题提升练习:电势和电势差的内容就为考生分享到这里,希望考生可以在考前做好准备。
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