新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)過關(guān)練18電場能的性質(zhì)含解析

PAGEPAGE6電場能的性質(zhì)考試要求1.知道靜電場中的電荷具有電勢能，了解電勢能、電勢的含義。2.知道勻強(qiáng)電場中電勢差及其電場強(qiáng)度的關(guān)系。[題組沖關(guān)]題組一電場力做功及電勢能的變化1．如圖所示，將正電荷沿不同路徑從A移動(dòng)到C的過程中，下列說法正確的是()A．從A經(jīng)B到C靜電力對電荷做功最多B．從A經(jīng)M到C靜電力對電荷做功最多C．從A經(jīng)N到C靜電力對電荷做功最多D．不管正電荷經(jīng)由哪條路徑從A移動(dòng)到C，靜電力做功都相等，且都做正功D電場力做功與路線無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，所以D對。2．下列說法正確的是()A．在電場中順著電場線移動(dòng)電荷，電場力做功，電荷電勢能減少B．在電場中逆著電場線移動(dòng)電荷，電場力做功，電荷電勢能減少C．在電場中順著電場線移動(dòng)正電荷，電場力做正功，電荷電勢能減少D．在電場中逆著電場線移動(dòng)負(fù)電荷，電場力做負(fù)功，電荷電勢能增加C在電場中正電荷受力與該點(diǎn)電場方向相同，所以順著電場線移動(dòng)正電荷電場力做正功，電荷電勢能減少，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3．某區(qū)域的電場線分布如圖所示，將一帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，此過程中()A．電場力做正功，粒子電勢能減少B.電場力做正功，粒子電勢能增加C.電場力做負(fù)功，粒子電勢能減少D．電場力做負(fù)功，粒子電勢能增加[答案]A題組二電勢、電勢差及電勢能4．如圖所示，實(shí)線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是()A．1、2兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等B．1、3兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等C．1、2兩點(diǎn)的電勢相等D．2、3兩點(diǎn)的電勢相等D根據(jù)電場線的疏密判斷電場強(qiáng)度的大小，電場線越密，電場強(qiáng)度越大，所以E1>E2，E1>E3，A、B均錯(cuò)誤；電勢是標(biāo)量，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，且在同一等勢面上電勢相等，所以φ1>φ2，φ2＝φ3，C錯(cuò)誤，D正確。5．下列物理量中，屬于矢量的是()A．電荷量 B．電場力C．電勢 D．電勢能[答案]B6．關(guān)于電勢和電勢能，下列說法正確的是()A．沿著電場線方向電勢逐漸升高B．電場中某點(diǎn)的電勢與電勢零點(diǎn)的選取有關(guān)C．電勢能決定于電場本身，與試探電荷無關(guān)D．靜電力做正功，電荷的電勢能增加[答案]B7．關(guān)于等勢面的說法，正確的是()A．電荷在等勢面上移動(dòng)時(shí)，由于不受電場力作用，所以說電場力不做功B．在同一個(gè)等勢面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等C．兩個(gè)不等電勢的等勢面可能相交D．若相鄰兩等勢面的電勢差相等，則等勢面的疏密程度能反映電場強(qiáng)度的大小[答案]D8．三個(gè)點(diǎn)電荷電場的電場線分布如圖所示，圖中a、b兩點(diǎn)處的場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb，電勢分別為φa、φb則()A．Ea＞Eb，φa＞φb B．Ea＜Eb，φa＜φbC．Ea＞Eb，φa＜φb D．Ea＜Eb，φa＞φbC電場線密的地方電場強(qiáng)度大，電場線稀的地方電場強(qiáng)度小，故Ea>Eb；根據(jù)電場線與等勢線垂直，在b點(diǎn)所在電場線上找到與a點(diǎn)電勢相等的點(diǎn)，依據(jù)沿電場線電勢降低，可知φa<φb，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。9．某電場中將一電荷量為4×10－2C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢能增加了0.2J，A、B兩點(diǎn)間的電勢差UABA．5V B．－5VC．2V D．－2VA因?yàn)殡姾呻妱菽茉黾恿?.2J，所以電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做負(fù)功0.2J，則UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－0.2,－4×10－2)V＝5V，A正確。10．如圖所示，把電荷量為－5×10－9C的電荷，從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢能如何變化？若A點(diǎn)的電勢φA＝15V，B點(diǎn)的電勢φB＝10V，[核心精要]一、電場力做功與電勢能變化的關(guān)系1．電場力對電荷做功多少與路徑無關(guān)，與初末位置有關(guān)。2．電場力對電荷做多少正功，電荷的電勢能就減少多少。3．電場力對電荷做多少負(fù)功，電荷的電勢能就增加多少。學(xué)習(xí)心得：二、電勢與電勢能1．電勢高低常用的兩種判斷方法(1)依據(jù)電場線的方向→沿電場線方向電勢逐漸降低。(2)依據(jù)UAB＝φA－φB→UAB＞0，φA＞φB；UAB＜0，φA＜φB。2．電勢能大小的判斷公式法將電荷量、電勢連同正負(fù)號(hào)一起代入公式Ep＝qφ，正Ep的絕對值越大，電勢能越大；負(fù)Ep的絕對值越大，電勢能越小電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大；負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大做功法電場力做正功，電勢能減少；電場力做負(fù)功，電勢能增加能量守恒法在電場中，若只有電場力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢能減小，反之，動(dòng)能減小，電勢能增加學(xué)習(xí)心得：[解析]負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做負(fù)功，故電勢能增大，由電場力做功與電勢能變化的關(guān)系知，電場力做的功為WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝(－5×10－9)×(15－10)J＝－2.5×10－8J。[答案]增大－2.5×10－8J題組三電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系11．勻強(qiáng)電場中的一簇水平等勢面，電勢高低如圖所示，相鄰等勢面之間的距離都是2cm，A．電場強(qiáng)度豎直向下、大小為0.2V/mB．電場強(qiáng)度豎直向下、大小為500V/mC．電場強(qiáng)度豎直向上、大小為0.2V/mD．電場強(qiáng)度豎直向上、大小為500V/mD由電場強(qiáng)度與等勢面的關(guān)系知電場強(qiáng)度與等勢面垂直，且由高電勢指向低電勢，大小為E＝eq\f(U,d)＝eq\f(10,2×10－2)V/m＝500V/m，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。12．a(chǎn)、b、c是勻強(qiáng)電場中的三個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)電勢依次為10V、2V、6V；三點(diǎn)在同一平面上，下列圖中電場強(qiáng)度的方向表示正確的是()ABCDC由于Uab＝φa－φb＝8V，則ab中點(diǎn)處電勢為6V，因此c點(diǎn)與ab中點(diǎn)的電勢相同，c點(diǎn)與ab中點(diǎn)的連線則為一條等勢線，電場強(qiáng)度方向應(yīng)垂直于該等勢線并且指向電勢較低的方向，故選項(xiàng)C正確。13．如圖所示的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E＝2×104N/C。一電荷量q＝＋1×10－8C的電荷從電場中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A、B之間的距離d＝0.1(1)電荷所受電場力F的大?。?2)A、B之間的電勢差U；(3)電場力對電荷做的功W。[解析](1)由電場力的公式有：F＝Eq＝2×104×1×10－8N＝2×10－4N。(2)勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度處處相同，大小均為E，則A、B兩點(diǎn)之間的電勢差為：U＝Ed＝2×104×0.1V＝2×103V。(3)在A到B過程中電場力是恒力，做的功為：W＝qU＝1×10－8×2×103J＝2×10－5J。[答案](1)2×10－4N(2)2×103V(3)2×10－5J三、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1．大小關(guān)系：U＝Ed，其中d為沿電場線方向的距離。2．適用條件：只適用于勻強(qiáng)電場，但可以定性討論非勻強(qiáng)電場。3．方向：電場強(qiáng)度的方向垂直于等勢面指向電勢降低的方向，也就是電勢降落最快的方向。學(xué)習(xí)心得：