新课标2021年高二物理暑假作业2《电场强度、电势能、电势差》.docx

KS5U原创】新课标2021年高二物理暑假作业2《电场强度、电势能、电势差》
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题（本题共8道小题）
1.如图所示，以O点为圆心，以R=0.20m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ=60°角，已知a、b、c 三点的电势分别为V、4V、﹣V，则下列说法正确的是（　　）

A．
该匀强电场的场强E=40V/m
B．
该匀强电场的场强E=80V/m

C．
d点的电势为﹣V
D．
d点的电势为﹣4V
2.如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中b为a、c的中点．若一个运动的负电荷仅在电场力的作用下先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为，φa=﹣5V，φb=3V，则（　　）

　 A． 该电荷在a点的电势能小于在b点的电势能
　 B． c点电势可能为φc=15V
　 C． b点的场强大于a点的场强
　 D． 该电荷在a点的动能大于在b点的动能
3.有一个带正电的金属球壳（厚度不计），其截面图如图a 所示，O为球心，球壳P处开有半径远小于球半径的小 孔．以O点为坐标原点，过P点建立x坐标轴，P点是坐标轴上的一点，x轴上各点电势如图b所示．电子从O点以V0的初速度沿x轴方向射出，依次通过P、A两点． 则下列关于电子的描述正确的是 （　　）

　 A． 在OP间电子做匀加速直线运动
　 B． 在PA间电子做匀减速直线运动
　 C． 在OP间运动时电子的电势能均匀增加
　 D． 在PA间运动时电子的电势能增加
4.如图，高为h的光滑绝缘曲面处于匀强电场中，匀强电场的方向平行于竖直平面，一带电荷量为+q，质量为m的小球，以初速度为v0从曲面底端的A点开头沿曲面表面上滑，到达曲面顶端B点的速度仍为v0，则（　　）

A. 电场力对小球做功为mgh+mv
B. A、B两点的电势差为
C. 小球在B点的电势能大于在A点的电势能

D. 电场强度的最小值为
5.如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直与环面且过圆心O，下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（　　）

　 A． O点的电场强度为零，电势最低
　 B． O点的电场强度为零，电势最高
　 C． 从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势上升
　 D． 从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低
6.一个带正电的金属球半径为R，以球心为原点建立坐标系，设无穷远处电势为零．你可能不知道带电金属球所产生的电场中电势φ随x变化的规律，但是依据学过的学问你可以确定其φ﹣x图象可能是（　　）
　 A． B． C． D．
7.某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图1中虚线所示．一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开头沿电场线竖直向下运动．以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图2所示．则（不考虑空气阻力）（　　）

　 A． 电场强度大小恒定，方向沿x轴负方向
　 B． 从O到x1的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越大
　 C． 从O到x1的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越大
　 D． 到达x1位置时，小球速度的大小为
8.如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则（　　）

A．
a确定带正电，b确定带负电

B．
a的速度将减小，b的速度将增加

C．
a的加速度将减小，b的加速度将增加

D．
两个粒子的电势能一个增加一个减小

二、计算题（本题共3道小题）
9.如图所示，质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中。取g= l0m/s2。
（1）求匀强电场的场强大小和方向；
（2）在t=0时刻，匀强电场的强度大小突然变为E1=4.0×l03N/C，方向不变。
①求在t=0.20s时间内电场力做的功；
②若在t=0.20s时刻突然撤掉电场，求带电微粒回到动身点时的动能。 

10.如图所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，已知φA=12V，φB=6V，φC=﹣6V．试画出该电场的电场线，并保留作图时所用的挂念线（用虚线表示）．

11.用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10﹣2kg，所带电荷量为+2.0×10﹣8C，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30°夹角，求这个匀强电场的电场强度．

试卷答案
1.解：由题意得，a、c间的电势差为：Uac=φa﹣φc=4V﹣（﹣4V）=8V；
a、c两点沿电场强度方向的距离为：d=2Rsinθ=2×0.2×m=m；
故该匀强电场的场强：E==V/m=40V/m；
依据匀强电场中电势差与电场强度的关系式U=Ed，相等距离，电势差相等，由于φa=4V，φc=﹣4V，可知，O点电势为0，而dO=Oa，则a、O间的电势差等于O、a间的电势差，可知，d点的电势为﹣4V，故ABC错误，D正确；
故选：D．
2.解：A、由题知φa=﹣5V，φb=3V，则知a点的电势低于b点的电势，依据负电荷在电势高处电势能小，则知该负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，故A错误．
B、φa=﹣5V，φb=3V，则ba间的电势差Uba=φb﹣φa=8V．由于只有一条电场线，其疏密状况未知，所以bc间的场强可能大于ab间的场强，由U=Ed知，cb间的电势差大于ba间的电势差，所以cb间的电势差可能等于12V，则φc=15V，故B正确．
C、由于只有一条电场线，不能确定电场线的疏密，所以不能推断场强的大小，故b点的场强不愿定大于a点的场强，故C错误．
D、依据顺着电场线方向电势降低，可知电场线的方向从b指向a，则负电荷从a运动到b，电场力方向沿b到a方向，则电场力做正功，动能增大，所以该电荷在a点的动能小于在b点的动能．故D错误．
故选：B．
3.解：A、由图知OP间的电势不变，则OP间的电场强度为零，电子不受电场力，做匀速直线运动，故A错误．
B、依据顺着电场线方向，电势降低，可知PA间电场线方向从P到A，电子所受的电场力方向从A指向P，所以电子在PA间做减速直线运动．依据图线的斜率等于场强可知，从P到A场强渐渐减小，电子所受的电场力减小，所以电子做加速度减小的变减速运动，故B错误．
C、由于电子在OP运动时电场力不做功，所以其电势能不变，故C错误．
D、在PA间运动时电场力对电子做负功，则电子的电势能增加，故D正确．
故选：D
4.解：A、小球上滑过程中，由动能定理得：W﹣mgh=﹣得：W=mgh．故A错
B、由W=qU得，A、B两点的电势差为U=．故B正确．
C、由于电场力做正功，小球的电势能减小，则小球在B点的电势能小于在A点的电势能．故C错误．
D、由U=Ed得，E=，若电场线沿AB时，d＞h，则E＜=．故D错误．
故选B
5.解：A、B、圆环上均匀分布着正电荷，依据对称性可知，圆环上各电荷在O点产生的场强抵消，合场强为零．圆环上各电荷产生的电场强度在x轴有向右的重量，依据电场的叠加原理可知，x轴上电场强度方向向右，依据顺着电场线方向电势降低，可知在x轴上O点的电势最高，故A错误，B正确；
C、D、O点的场强为零，无穷远处场强也为零，所以从O点沿x轴正方向，场强应先增大后减小．x轴上电场强度方向向右，电势降低，故CD错误．
故选：B．
6.解：一个带正电的金属球内的电场强度为零，电势处处相等．从球外沿x轴方向无穷远处，由点电荷电场强度公式可知，电场强度渐渐变小．
依据沿电场的方向电势渐渐降低，知电势随x渐渐降低，电势与x图线的斜率表示电场强度的大小，知斜领先不变后减小．故B正确，A、C、D错误．
故选B．
7.解：A、物体的机械能先减小，后保持不变，故电场力先做负功，后不做功，故电场强度方向向上，再依据机械能的变化关系可知，电场力做功越来越小，故电场强度不断减小，故A错误；
B、依据牛顿其次定律可知，物体受重力与电场力，且电场力越来越小，故加速度越来越大，速度越来越大，故B正确；
C、由于电场力越来越小，故相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越小，故C错误；
D、依据动能定理可得得，故D正确；
故选：BD
8.解：A、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，所以能推断a、b确定带异种电荷，但是不清楚电场的方向，所以不能判定哪一个是正电荷，哪一个是负电荷，故A错误；
BD、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，从图中轨道变化来看电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，所以电势能都减小，故BD错误；
C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确．
故选：C．
9.
10.
考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系
解：连接AC，将AC分成三等份，找出B点的等势点，即D点，电势为6V，连接BD，则BD为等势线，电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势，如图所示．

11.解：小球受力如图所示，依据共点力平衡有：qE=mgtan30°，
解得电场强度为：E=．
答：这个匀强电场的电场强度为．