2020届高考物理总复习 作业31 电场能的性质(含解析)

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1、作业31 电场能的性质7一、选择题图31-11.(2019年淄博模拟)如图31-1所示,一圆环上均匀分布着负电荷,x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法正确的是(  )A.从O点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势一直降低B.从O点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势先降低后升高C.O点的电场强度为零,电势最低D.O点的电场强度不为零,电势最高解析:根据电荷分布的对称性可知O点电场强度为零,而沿x轴正方向无限远处电场强度也为零,故从O点沿x轴正方向电场强度先增大后减小.由于圆环带负电荷,故圆环右侧x轴上电场方向沿x轴负方向,所

2、以从O点沿x轴正方向,电势一直升高,故选项A、B、D错误,C正确.答案:C图31-22.如图31-2,在M、N处固定两个等量同种点电荷,两电荷均带正电.O点是MN连线的中点,直线PQ是MN的中垂线.现有一带正电的试探电荷q自O点以大小是v0的初速度沿直线向Q点运动.若试探电荷q只受M、N处两电荷的电场力作用,则下列说法正确的是(  )A.q将做匀速直线运动B.q的加速度将逐渐减小C.q的动能将逐渐减小D.q的电势能将逐渐减小解析:试探电荷从O点向Q点运动过程中,受电场力的合力从O点指向Q点,在O点时受合力为零,无穷远处合力也为零,所以从O点向Q点运动过程中受

3、力可能先变大后变小,也可能一直变大,根据牛顿第二定律可知,加速度可能先变大后变小,也可能一直变大,A、B错误;从O点向Q点运动过程中速度一直在增大,所以动能一直增大,C错误;从O点向Q点运动过程中,电场力一直做正功,所以电势能逐渐减小,D正确.答案:D图31-33.如图31-3所示,对于电场线中的A、B、C三点,下列判断正确的是(  )A.A点的电势最低B.B点的电场强度最大7C.同一正电荷在A、B两点受的电场力大小相等D.同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大解析:根据电场线的特点,沿着电场线方向电势逐渐降低,则φA>φC>φB,又知同一负电荷在电势越低

4、处电势能越大,则同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大,所以A错误,D正确;因在同一电场中电场线越密,电场强度越大,则知A点电场强度最大,所以B错误;因电场中EA>EB,则同一正电荷在A、B两点所受电场力大小关系为FA>FB,所以C错误.答案:D4.(2019年西安质检)如下图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图,电场线的方向如图31-4中箭头所示,M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点,OQ连线垂直于MN.以下说法正确的是(  )图31-4A.O点电势与Q点电势相等B.O、M间的电势差小于N、Q间的电势差C.将一负电荷由M点移到Q点

5、,电荷的电势能增加D.在Q点释放一个正电荷,正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上解析:由电场线的方向可知φM>φO>φN,再作出此电场中过O的等势线,可知φO>φQ,A错误;且MO间的平均电场强度大于ON间的平均电场强度,故UMO>UON,B错误;因UMQ>0,负电荷从M到Q电场力做负功,电势能增加,C正确;正电荷在Q点的电场力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向,D错误.答案:C5.两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,则下列图象中能正确描述电势φ随位置x变化规律的是(  )解析:等量异种点电荷电场线如图31-5所示,因为沿着电场线方

6、向电势降低,所以,以正电荷为参考点,左右两侧电势都是降低的;因为逆着电场线方向电势升高,所以,以负电荷为参考点,左右两侧电势都是升高的.可见,在整个电场中,正电荷所在位置电势最高,负电荷所在位置电势最低,符合这种电势变化的情况只有A选项.7图31-5答案:A图31-66.如图31-6所示,在光滑绝缘的水平面上,存在一个水平方向的匀强电场,电场强度大小为E,在水平面上有一个半径为R的圆周,其中PQ为直径,C为圆周上的一点,在O点将一带正电的小球以相同的速度向各个方向水平射出时,小球在电场力的作用下可以到达圆周的任何点,但小球到达C点时的速度最大.已知PQ与PC

7、间的夹角为θ=30°,则关于该电场强度E的方向及PC间的电势差大小说法正确的是(  )A.E的方向为由P指向Q,UPC=ERB.E的方向为由Q指向C,UPC=C.E的方向为由P指向C,UPC=2ERD.E的方向为由O指向C,UPC=解析:由题意知,过C点的切面应是圆周上离O点最远的等势面,半径OC与等势面垂直,E的方向为由O指向C,PQ与PC间夹角为θ=30°,则连线OC与PC间夹角也为30°,因此直线dPC=R,则沿电场方向的长度为Rcos30°,则UPC=E×R×=,选项D正确.答案:D7.(2019年昆明七校联考)(多选)如图31-7甲所示,a、b是某

8、电场中一条电场线上的两点,若在a点释放一初速度为零的

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