2013届高考物理第一轮复习知识点一 电场力做功与电势能的
关系
(时间:60分钟)
知识点一 电场力做功与电势能的关系 1.下列关于电势高低的判断,正确的是
A .负电荷从A 移到B 时,外力做正功,A 点的电势一定较高 B .负电荷从A 移到B 时,电势能增加,A 点的电势一定较低 C .正电荷从A 移到B 时,电势能增加,A 点的电势一定较低
D .正电荷只在电场力作用下从静止开始,由A 移到B ,A 点的电势一定较高
解析 根据电场力做功和电势能变化的关系,不管是正电荷还是负电荷,只要电场力做正功电势能就减少;只要电场力做负功电势能就增加.正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能大;负电荷在电势低处具有的电势能大,可以确定选项C 、D 正确.
答案 CD
2.下列说法正确的是
( ) .
A .电荷从电场中的A 点运动到了B 点,路径不同,电场力做功的大小就可能不同 B .电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则电场力做功为零
C .正电荷沿着电场线运动,电场力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,电场力对负电荷做正功
D .电荷在电场中运动,因为电场力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立
解析 电场力做功和电荷运动路径无关,所以选项A 错误;电场力做功只和电荷的初、末位置有关,所以电荷从某点出发又回到了该点,电场力做功为零,B 正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同,故电场力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,电场力对负电荷做正功,C 正确;电荷在电场中虽然有电场力做功,但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,D 错.
答案 BC
3.将一正电荷从无穷远处移至电场中M 点,电场力做功为6.0×10 J ,若将一个等量的负电荷从电场中N 点移向无穷远处,电场力做功为7.0×10 J ,则M 、N 两点的电势φM 、φN 有如下关系
A .φM <φN <0 C .φN <φM <0
解析 取无穷远处电势φ∞=0. 对正电荷:W ∞M =0-E p M =-q φM , -W ∞M 6×10φM ==-;
-9
-9
-9
( ) .
B .φN >φM >0 D .φM >φN >0
( ) .
q q
对负电荷:W N ∞=E p N -0=-q φN , -W N ∞7×10φN ==-;
-9
q q
所以φN <φM <0,选项C 正确. 答案 C
知识点二 电场强度、电势、电势能
图1-4-9
4.如图1-4-9所示,把电荷量为-5×10 C的电荷,从电场中的A 点移到B 点,其电势能________(选填“增大”“减小”或“不变”);若A 点的电势φA =15 V,B 点的电势φB =10 V,则此过程中电场力做的功为________.
解析 电荷由A 点移到B 点,电场力做负功,故电势能增大.由电场力做功与电势能变化的关系知,电场力做的功为W AB =E p A -E p B =q φA -q φB =q (φA -φB ) =(-5×10)×(15-10) J=-2.5×10 J.
答案 增大 -2.5×10 J
5.
图1-4-10
如图1-4-10所示,在x 轴上关于原点O 对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q 和-Q ,x 轴上的P 点位于-Q 的右侧.下列判断正确的是
A .在x 轴上还有一点与P 点电场强度相同 B .在x 轴上还有两点与P 点电场强度相同
C .若将一试探电荷+Q 从P 点移至O 点,电势能增大 D .若将一试探电荷+Q 从P 点移至O 点,电势能减小
解析 根据等量异种点电荷电场分布及电势分布可知,在x 轴上与P 点场强大小及方向相同的点在+Q 左侧还有一处,故选项A 正确;O 点电势跟无穷远等电势,从P 到无穷远点移动,电场力做负功,电势能增大,故C 正确.
答案 AC
知识点三 电势、电势能、等势面 6.关于等势面的说法,正确的是
A .电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用,所以说电场力不做功 B .在同一个等势面上各点的场强大小相等 C .两个不等电势的等势面可能相交
D .若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度能反映场强的大小
解析 等势面由电势相等的点组成,等势面处的电场线跟等势面垂直,因此电荷在等势面上移动时,电场力不做功,但并不是不受电场力的作用,A 错.等势面上各点场强大小不一定相等,等势面不可能相交,B 、C 错.等差等势面的疏密反映场强的大小,D 对.
-8
-8
-9
-9
( ) .
( ) .
答案
D
图1-4-11
7.如图1-4-11所示,甲是某电场中的一条电场线,A 、B 是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A 点自由释放,负电荷沿电场线从A 到B 运动过程中的速度-时间图象如图乙所示,比较A 、B 两点电势φ的高低和场强E 的大小可得
A .φA >φB C .E A >E B
B .φA <φB D .E A =E B
B
( ) .
解析 电子速度在增加,说明电场力方向由A 指向B ,场强方向由B 指向A ,所以φ>φA ,B 对.又知加速度在减小,所以E A >E B ,C 对.
答案 BC
图1-4-12
8.如图1-4-12所示,实线表示一簇关于x 轴对称的等势面,在轴上有A 、B 两点,则
A .A 点场强小于B 点场强 B .A 点场强方向指向x 轴负方向 C .A 点场强大于B 点场强 D .A 点电势高于B 点电势
解析 由于电场线与等势面总是垂直,所以B 点电场线比A 点密,B 点场强大于A 点场强,故A 正确、C 错误.电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,故B 错误.由图中数据可知D 正确.
答案
AD
( ) .
图1-4-13
9.如图1-4-13所示,MN 是点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带电粒子(不计重力) 从a 到b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论中正确的是 ( ) .
A .带电粒子从a 到b 过程中动能逐渐减小 B .电场线的方向由N 指向M
C .带电粒子在a 点的电势能大于在b 点的电势能 D .带电粒子在a 点的加速度小于在b 点的加速度
解析 由带电粒子运动的轨迹可以看出其受力方向指向凹侧,则电场力做正功,带电粒子的动能增加,电势能减小,A
错误、C 正确;由于不知带电粒子的电性,无法判断电场线方向,B 错误;由于带电粒子从a 到b 的过程中弯曲的幅度越来越大,说明受到的电场力越来越大,故加速度越来越大,D 正确.
答案 CD
10.电荷量为q =1×10C 的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E 与时间t 的关系及物块速度v 与时间t 的关系如图1-4-14所示,若重力加速度g 取10 m/s,求:
2
-4
图1-4-14
(1)物块的质量m .
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数.
(3)物块运动2 s过程中,其电势能的改变量. 解析 (1)由图象可知:
E 1=3×104 N/C,E 2=2×104 N/C,a 1=2 m/s2. E 1q -μmg =ma 1① E 2q -μmg =0②
由①②代入数据得:
m =0.5 kg,μ=0.4.
(2)由(1)问可知μ=0.4. (3)ΔE p =-E 1ql 1-E 2ql 2
14-44-4⎛⎫=- 3×10×1×10××1×10×2×1⎪J
2⎝⎭=-7 J. 电势能减少7 J.
答案 (1)0.5 kg (2)0.4 (3)电势能减少7 J
2013届高考物理第一轮复习知识点一 电场力做功与电势能的
关系
(时间:60分钟)
知识点一 电场力做功与电势能的关系 1.下列关于电势高低的判断,正确的是
A .负电荷从A 移到B 时,外力做正功,A 点的电势一定较高 B .负电荷从A 移到B 时,电势能增加,A 点的电势一定较低 C .正电荷从A 移到B 时,电势能增加,A 点的电势一定较低
D .正电荷只在电场力作用下从静止开始,由A 移到B ,A 点的电势一定较高
解析 根据电场力做功和电势能变化的关系,不管是正电荷还是负电荷,只要电场力做正功电势能就减少;只要电场力做负功电势能就增加.正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能大;负电荷在电势低处具有的电势能大,可以确定选项C 、D 正确.
答案 CD
2.下列说法正确的是
( ) .
A .电荷从电场中的A 点运动到了B 点,路径不同,电场力做功的大小就可能不同 B .电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则电场力做功为零
C .正电荷沿着电场线运动,电场力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,电场力对负电荷做正功
D .电荷在电场中运动,因为电场力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立
解析 电场力做功和电荷运动路径无关,所以选项A 错误;电场力做功只和电荷的初、末位置有关,所以电荷从某点出发又回到了该点,电场力做功为零,B 正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同,故电场力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,电场力对负电荷做正功,C 正确;电荷在电场中虽然有电场力做功,但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,D 错.
答案 BC
3.将一正电荷从无穷远处移至电场中M 点,电场力做功为6.0×10 J ,若将一个等量的负电荷从电场中N 点移向无穷远处,电场力做功为7.0×10 J ,则M 、N 两点的电势φM 、φN 有如下关系
A .φM <φN <0 C .φN <φM <0
解析 取无穷远处电势φ∞=0. 对正电荷:W ∞M =0-E p M =-q φM , -W ∞M 6×10φM ==-;
-9
-9
-9
( ) .
B .φN >φM >0 D .φM >φN >0
( ) .
q q
对负电荷:W N ∞=E p N -0=-q φN , -W N ∞7×10φN ==-;
-9
q q
所以φN <φM <0,选项C 正确. 答案 C
知识点二 电场强度、电势、电势能
图1-4-9
4.如图1-4-9所示,把电荷量为-5×10 C的电荷,从电场中的A 点移到B 点,其电势能________(选填“增大”“减小”或“不变”);若A 点的电势φA =15 V,B 点的电势φB =10 V,则此过程中电场力做的功为________.
解析 电荷由A 点移到B 点,电场力做负功,故电势能增大.由电场力做功与电势能变化的关系知,电场力做的功为W AB =E p A -E p B =q φA -q φB =q (φA -φB ) =(-5×10)×(15-10) J=-2.5×10 J.
答案 增大 -2.5×10 J
5.
图1-4-10
如图1-4-10所示,在x 轴上关于原点O 对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q 和-Q ,x 轴上的P 点位于-Q 的右侧.下列判断正确的是
A .在x 轴上还有一点与P 点电场强度相同 B .在x 轴上还有两点与P 点电场强度相同
C .若将一试探电荷+Q 从P 点移至O 点,电势能增大 D .若将一试探电荷+Q 从P 点移至O 点,电势能减小
解析 根据等量异种点电荷电场分布及电势分布可知,在x 轴上与P 点场强大小及方向相同的点在+Q 左侧还有一处,故选项A 正确;O 点电势跟无穷远等电势,从P 到无穷远点移动,电场力做负功,电势能增大,故C 正确.
答案 AC
知识点三 电势、电势能、等势面 6.关于等势面的说法,正确的是
A .电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用,所以说电场力不做功 B .在同一个等势面上各点的场强大小相等 C .两个不等电势的等势面可能相交
D .若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度能反映场强的大小
解析 等势面由电势相等的点组成,等势面处的电场线跟等势面垂直,因此电荷在等势面上移动时,电场力不做功,但并不是不受电场力的作用,A 错.等势面上各点场强大小不一定相等,等势面不可能相交,B 、C 错.等差等势面的疏密反映场强的大小,D 对.
-8
-8
-9
-9
( ) .
( ) .
答案
D
图1-4-11
7.如图1-4-11所示,甲是某电场中的一条电场线,A 、B 是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A 点自由释放,负电荷沿电场线从A 到B 运动过程中的速度-时间图象如图乙所示,比较A 、B 两点电势φ的高低和场强E 的大小可得
A .φA >φB C .E A >E B
B .φA <φB D .E A =E B
B
( ) .
解析 电子速度在增加,说明电场力方向由A 指向B ,场强方向由B 指向A ,所以φ>φA ,B 对.又知加速度在减小,所以E A >E B ,C 对.
答案 BC
图1-4-12
8.如图1-4-12所示,实线表示一簇关于x 轴对称的等势面,在轴上有A 、B 两点,则
A .A 点场强小于B 点场强 B .A 点场强方向指向x 轴负方向 C .A 点场强大于B 点场强 D .A 点电势高于B 点电势
解析 由于电场线与等势面总是垂直,所以B 点电场线比A 点密,B 点场强大于A 点场强,故A 正确、C 错误.电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,故B 错误.由图中数据可知D 正确.
答案
AD
( ) .
图1-4-13
9.如图1-4-13所示,MN 是点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带电粒子(不计重力) 从a 到b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论中正确的是 ( ) .
A .带电粒子从a 到b 过程中动能逐渐减小 B .电场线的方向由N 指向M
C .带电粒子在a 点的电势能大于在b 点的电势能 D .带电粒子在a 点的加速度小于在b 点的加速度
解析 由带电粒子运动的轨迹可以看出其受力方向指向凹侧,则电场力做正功,带电粒子的动能增加,电势能减小,A
错误、C 正确;由于不知带电粒子的电性,无法判断电场线方向,B 错误;由于带电粒子从a 到b 的过程中弯曲的幅度越来越大,说明受到的电场力越来越大,故加速度越来越大,D 正确.
答案 CD
10.电荷量为q =1×10C 的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E 与时间t 的关系及物块速度v 与时间t 的关系如图1-4-14所示,若重力加速度g 取10 m/s,求:
2
-4
图1-4-14
(1)物块的质量m .
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数.
(3)物块运动2 s过程中,其电势能的改变量. 解析 (1)由图象可知:
E 1=3×104 N/C,E 2=2×104 N/C,a 1=2 m/s2. E 1q -μmg =ma 1① E 2q -μmg =0②
由①②代入数据得:
m =0.5 kg,μ=0.4.
(2)由(1)问可知μ=0.4. (3)ΔE p =-E 1ql 1-E 2ql 2
14-44-4⎛⎫=- 3×10×1×10××1×10×2×1⎪J
2⎝⎭=-7 J. 电势能减少7 J.
答案 (1)0.5 kg (2)0.4 (3)电势能减少7 J