2015高考物理一轮复习易错剖析选修3162电场能的性质的描述沪科版.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/2,#,1.,图中三条实线,a,、,b,、,c,表示三个等势面,.,一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线所示途径由,M,点运动到,N,点，由图可以看出（）,A.,三个等势面的电势关系是,B.,三个等势面的电势关系是,C.,带电粒子在,N,点的动能较小，电势能较大,D.,带电粒子在,N,点的动能较大，电势能较小,【,解析,】,选,C.,由图中等势面的分布和带电粒子的运动轨迹可以判断：带电粒子所受电场力一定垂直等势面指向轨迹的内侧，再根据电场力与速度方向的夹角可以得出，带电粒子从,M,运动到,N,做减速运动，动能减小，电势能增加，由于带电粒子的电性未知，所以不能判断三个等势面电势的高低，故选,C.,2.,如图所示，,AB,、,CD,为一圆的两条,直径，且互相垂直，,O,点为圆心,.,空间存在一未知静电场，场强方向,与圆周所在平面平行,.,现有一电子，,在电场力作用下,(,重力不计,),，先从,A,点运动至,C,点，动能减少了,W,；又从,C,点运动至,B,点，动能增加了,W,，那么关于此空间存在的静电场可能是（）,A.,方向垂直于,AB,并由,O,指向,C,的匀强电场,B.,方向垂直于,AB,并由,C,指向,O,的匀强电场,C.,位于,O,点的正点电荷形成的电场,D.,位于,D,点的负点电荷形成的电场,【,解析,】,选,A.,由电场力做功,W,AB,=qU,AB,可得：,W,AC,=-eU,AC,=-W,，,W,CB,=-eU,CB,=W,，所以 故正确答案为,A.,3.,（,2011,三明模拟）如图所示为两个等量异种电荷的电场分布情况,虚线为两点电荷连线的中垂线,以下说法不正确的是,(),A.,沿电场线方向从,A,到,A,场强先变小再变大,B.,两点电荷连线的中垂线上,关于,O,点对称的两点,B,和,B,点场强方向相同,电势也相同,C.,两点电荷连线上,关于,O,点对称的两点,A与,A,的场强等大同向,电势也相同,D.,将电子从,A,点移动到,A,点,电场力始终做正功,【,解析,】,选,C.,根据等量异种点电荷的电场线分布特点,可以直接得出,在两点电荷连线上及连线的中垂线上场强相对于,O,点对称,.,在连线的中垂线上,电势处处相同,.,而在连线上,根据电场线与电势的变化关系,可得,A,点电势低于,A,点电势,故答案为,C.,4.,（,2011,汕头模拟）如图所示，真空中,O,点处有一点电荷，在它产生的电场中有,a,、,b,两点，,a,点的场强大小为,E,a,，方向与,ab,连线成,60,角；,b,点的场强大小为,E,b,，方向与,ab,连线成,30,角，则关于,a,b,两点场强,E,a,、,E,b,大小关系及电势,的高低关系正确的是（）,A.E,a,3E,b,，,B.E,a,3E,b,，,C.E,a,D.E,a,【,解析,】,选,B.,由点电荷产生的场强公式,和,r,a,=ab,cos60,，,r,b,=ab,cos30,，可判断出,E,a,3E,b,，,由图示可知，这是负电荷产生的电场，又,r,a,r,b,，因此有,综合以上判断，可知选项,B,正确,.,5.,如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与,以正点电荷,Q,为圆心的某一圆周交于,B,、,C,点，,质量为,m,，带电荷量为,-q,的有孔小球从杆上,A,点无初速下滑，已知,qQ,，,AB=h,，小球滑,到,B,点时速度大小为 求：,(1),小球由,A,到,B,过程中电场力做的功,.,(2)A,、,C,两点的电势差,.,【,解析,】,（,1,）设小球从,A,到,B,电场力做功为,W,AB,，,由动能定理得：,所以,（,2,）因为,B,、,C,在同一等势面上电势相等，即,所以,则,答案：,（,1,）,mgh/2,（,2,）,一、几种常见的典型电场的等势面比较,电场线密集的地方，等差等势面也密集；电场线稀疏的地方，等差等势面也稀疏,.,等势面的疏密表示电场的强弱,.,【,例证,1】,（,2011,扬州模拟）研究,表明，无限大的均匀带电平面在周,围空间会形成与平面垂直的匀强电,场,.,现有两块无限大的均匀绝缘带,电平面，一块带正电，一块带负电，把它们正交放置如图所,示，单位面积所带电荷量的数值相等,.,图中直线,A,1,B,1,和,A,2,B,2,分,别为带正电的平面和带负电的平面与纸面正交的交线，,O,为,两交线的交点,.,则图中能正确反映等势面分布情况的是（）,【,解题指导,】,求解此题应把握以下三点：,【,自主解答,】,选,A.,求各区域合场强画合场强电场线画等势面，如图所示,.,【,变式训练,】,（,2011,金华模拟）如图所示，,AC,、,BD,为圆的两条互相垂直的直径，圆心为,O,，半径为,r,，将等量异种点电荷放在圆周上，它们的位置关于,AC,对称，,+q,与,O,点的连线和,OC,夹角为,30,，下列说法正确的是（）,A.A,、,C,两点的电势关系是,B.B,、,D,两点的电势关系是,C.A,、,O,点的场强大小方向相同,D.B,、,D,点的场强大小方向相同,【,解析,】,选,A.,根据等量异号点电荷电场中等势面的形状以及特点可知，由于,A,、,C,两点是两点电荷连线中垂线上的两点，它们在同一等势面上，故,A,对；,B,、,D,两点的电势关系为,B,错；根据等量异号点电荷电场中电场线的形状及特点可知，,A,、,O,点的场强方向相同、大小关系为,E,O,E,A,，,C,错；,B,、,D,两点场强方向不同，大小相同，,D,错,.,二、电势高低和电势能大小的判断方法,1.,电势高低的四种判断方法,2.,电势能大小的四种判断方法,【,例证,2】,（,2011,镇江模拟）匀强电场中有,a,、,b,、,c,三点,.,在以它们为顶点的三角形中，,a,30,、,c,90.,电场,方向与三角形所在平面平行,.,已知,a,、,b,和,c,点的电势分别为,和,2 V.,该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（）,A.,B.0 V,、,4 V,C.,D.0 V,、,V,【,解题指导,】,解答本题应注意以下两点：,（,1,）抓住题目中三点电势的特点，利用匀强电场中电势差与场强的关系,U=Ed,解题,.,（,2,）巧画辅助线，画出等势面和电场线,.,【,自主解答,】,选B.,如图，根据匀强电场的电场线与等势面是,平行等间距排列，且电场线与等势面处处垂直，沿着电场线,方向电势均匀降低，分析,ba,方向的电势变化及电势差可得，,所以,b,、,a,中点,O,的电势为,ab,的中点,O,，,即为三角形的外接圆的圆心，,因为 故,O,c,为等势面，,MN,为电场线，方向为,MN,方向，,U,OP,=U,Oa,=V,，又因为,U,OP,=ERcos30,，,U,ON,=ER,，所以,U,ON,U,OP,=2,故,U,ON,=2 V,，,N,点电势为零，为最低电势点，同理,M,点电势为,4 V,，为最高电势点,.,所以正确答案为,B.,【,规律方法,】,已知电场中三点的电势确定等势面和电场线的方法,在匀强电场中同一直线上或相互平行的两条直线上距离相等的两点间电势差值相等,.,具体方法是：,（,1,）分析三个点的电势大小关系，找出电势最高点与最低点连线上与第三点（本题为,c,点）电势相等的点,.,（,2,）连接等势点，画出等势线,.,（,3,）根据电场线与等势线垂直画出电场线,.,（,4,）根据,U=Ed,及 解所求点的电势,.,【,变式训练,】(2011,济南模拟,),空间有一匀强电场，在电场中建,立如图所示的直角坐标系,Oxyz,，,M,、,N,、,P,为电场中的三个点，,M,点,的坐标,(0,a,0),，,N,点的坐标为,(a,0,0),，,P,点的坐标为,(a,).,已知电场方向平行于直线,MN,，,M,点电势为,0,，,N,点电势为,1 V,，则,P,点的电势为（）,A.B.,C.D.,【,解析,】,选,D.,将立体图画成平面图,（俯视图），如图所示，可见,P,点在,xOy,平面上的投影点为,P,点，再从,P,点向,MN,作垂线，其垂足到,M,点的,距离为,MN,的 ，故,P,点的电势为,V,，,D,正确,.,三、电场力做功的计算、电场中的功能关系,1.,电场力做功的计算方法,（,1,）,W,AB,=qU,AB,（普遍适用）,（,2,）,W=qElcos,（适用于匀强电场）,（,3,）（从能量角度求解）,（,4,）,W,电,+W,非电,=E,k,（由动能定理求解）,2.,带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断,（,1,）粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子合力方向一定沿电场线指向轨迹弯曲的凹侧,.,（,2,）电场力与速度方向间夹角小于,90,电场力做正功；夹角大于,90,，电场力做负功,.,3.,功能关系,（,1,）若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；,（,2,）若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；,（,3,）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化；,（,4,）所有外力对物体所做的功，等于物体动能的变化,.,解决此类问题时应注意以下两点：,（,1,）利用电场线的特点、等势面的特点来分析粒子做功情况,.,（,2,）应用公式,W,AB,=qU,AB,计算功时：,W,AB,、,q,、,U,AB,一般都要带正、负号计算,.,【,例证,3】(14,分,),如图所示,固定于同一条竖直线上的两个等量异种点电荷,A,、,B,电荷量分别为,+Q,和,-Q,A,、,B,相距为,2d.MN,是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球,P,其质量为,m,、电荷量为,+q(,可视为点电荷,不影响电场的分布,),现将小球,P,从与点电荷,A,等高的,C,处由静止开始释放,小球,P,向下运动到距,C,点距离为,d,的,O,点时,速度为,v,已知,MN,与,AB,之间的距离为,d,静电力常量为,k,重力加速度为,g,求,:,(1)C,、,O,间的电势差,U,CO,;,(2),小球,P,在,O,点时的加速度,;,(3),小球,P,经过与点电荷,B,等高的,D,点时的速度大小,.,【,解题指导,】,解答本题注意以下三点,:,(1),等量异种电荷的电场分布特点,.,(2),受力分析,确定,P,的受力情况,得出小球的运动性质,.,(3),正确理解 中的正负号问题,.,【,标准解答,】,(1),小球,P,由,C,运动到,O,时,由动能定理得,(2,分,),所以,(2,分,),(2),小球,P,经过,O,点时受力如图,由库仑定律得,:,(1,分,),它们的合力为,:,(1,分,),所以小球,P,在,O,点处的加速度,(2,分,),方向竖直向下,(1,分,),(3),由电场特点可知,在,C,、,D,间电场的分布是对称的,(1,分,),即小球,P,由,C,运动到,O,与由,O,运动到,D,的过程中,合外力做的功,是相等的,.(1,分,),运用动能定理,(2,分,),解得,(1,分,),【,互动探究,】,例证,3,中,若,A,、,B,处都是正电荷,其他条件不变,情况又如何,?,【,解析,】,(1),同例证,3,中,(1),的解答,.,(2),小球经,O,点时受力如图,F,与,N,大,小相等,方向相反,所以,P,在,O,点处,的加速度,a=g,方向竖直向下,.,(3),由电场特点可知C,、,D,间电场,的分布是对称的,从,C,到,D,电场力先做正功后做负功,总功为零,运用动能定理,:,解得,答案,:,(1),(2)g,方向竖直向下,(3),【,例证,4】(2011,泉州模拟,),如图,所示,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,为匀强电,场中一个边长为,10 cm,的正六边形,的六个顶点，,A,、,C,、,D,三点电势分,别为,1.0 V,、,2.0 V,、,3.0 V,，正六,边形所在平面与电场线平行,.,则,A.E,点的电势与,C,点的电势相等,B.,电势差,U,EF,与电势差,U,BC,相同,C.,电场强度的大小为,V/m,D.,电场强度的大小为,V/m,【标准解答,】,选,C.,因为在匀强电场,中电势是均匀变化的,由于沿着某,一方向的电势差与这一方向的距离,成正比的特点,如图延长,DC,和,AB,相,交于,G,点,.,由几何知识得,CG=GB=10 cm,所以,G,点电势为,1 V,故,AG,为一等势线,进而,CF,、,ED,皆为,等势线,所以,故,A,错,.,故,B,错,由,U,DC,=Ed,得,故,C,对,D,错,.,对电场线的分布不明确而导致错误,如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷,Q,，另一表面绝缘，带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场）自左以初速度,v,0,向右运动，在运动过程中（）,A.,小球做先减速后加速运动,B.,小球做匀减速直线运动,C.,小球受到的电场力先做负功后做正功,D.,小球受到的电场力做功为零,【,易错分析,】,对易错选项及错误原因具体分析如下：,【,正确解答,】,金属板处于点电荷,Q,形成的电场中达到静电平衡后，金属板是一个等势体，其表面是一个等势面，所以水平放置的金属板的上表面电场线竖直向下，小球运动时只在竖直方向上受到力的作用，小球应做匀速直线运动,.,小球受到电场力的作用,但电场力做功为零,.,故此题正确选项为,D.,正确答案：,D,1.,（,2010,安徽高考）如图所示，,在,xOy,平面内有一个以,O,为圆心、,半径,R=0.1 m,的圆，,P,为圆周上的,一点，,O,、,P,两点连线与,x,轴正方,向的夹角为,.,若空间存在沿,y,轴,负方向的匀强电场，场强大小,E=100 V/m,，则,O,、,P,两点的电势差可表示为（）,A.U,OP,=-10sin(V),B.U,OP,=10sin(V),C.U,OP,=-10cos(V),D.U,OP,=10cos(V),【,解析,】,选,A.,在匀强电场中，两点间的电势差,U=Ed,，而,d,是沿场强方向上的距离，所以,d,OP,=-R,sin,，故,U,OP,=100,(-0.1sin)=-10sin(V),，所以选项,A,正确,.,2.,（,2010,上海高考）三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中,a,、,b,两点处的场强大小分别为,E,a,、,E,b,，电势分别为,则（）,A.E,a,E,b,，,B.E,a,E,b,，,C.E,a,E,b,，,D.E,a,E,b,，,【,解析,】,选,C.,根据电场线的疏密表示场强大小，沿电场线方向电势降落最快，以及电场的对称性可得,E,a,E,b,，,选项,C,正确,.,3.,（,2011,长沙模拟）如图所示，,平行实线代表电场线，方向未知，,带电荷量为,110,-2,C,的正电荷在,电场中只受电场力作用,.,该电荷由,A,点运动到,B,点，动能损失了,0.1 J,，若,A,点电势为,10 V,，则,（）,A.B,点的电势为零,B.,电场线方向向右,C.,电荷运动的轨迹可能是图中曲线,D.,电荷运动的轨迹可能是图中曲线,【,解析,】,选,C.,由电场力做功公式,W,AB,=qU,AB,和动能定理得：,-0.1=110,-2,U,AB,，所以,得 故电场方向向左，故,B,项错误,.,因为带电粒子所受电场力方向向左，所以带电粒子从,A,向,B,运动的轨迹一定向电场力的方向弯曲，故选项,C,正确,.,4.,（,2011,孝感模拟）宇航员在探测某星球时有如下发现：,（,1,）该星球带负电，而且带电均匀；,（,2,）该星球表面没有大气；,（,3,）在一次实验中，宇航员将一个带电小球（小球的带电量远小于星球的带电量）置于离星球表面某一高度处无初速释放，带电小球恰好能处于悬浮状态,.,如果选距星球表面无穷远处为电势零点，则根据以上信息可以推断（）,A.,小球一定带正电,B.,小球的电势能一定小于零,C.,只改变小球的电荷量，从原高度无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态,D.,只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态,【,解析,】,选,D.,可以将带负电均匀的星球视为负点电荷，,带电小球在其电场中处于平衡状态，即为库仑斥力与,万有引力平衡，则 所以正确答案为,D.,5.,（,2011,金华模拟）如图所示，一竖直固定,且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷,的场源电荷,A,，其电荷量,Q=+4,10,-3,C,，场源电荷,A,形成的电场中各点的电势表达式,为 其中,k,为静电力恒量，,r,为空间,某点到场源电荷,A,的距离,.,现有一个质量为,m=0.1 kg,的带正电的小球,B,，它与,A,球间的距离为,a=0.4 m,，,此时小球,B,处于平衡状态，且小球,B,在场源电荷,A,形成的,电场中具有的电势能的表达式为,其中,r,为,q,与,Q,之间的距离,.,另一质量为,m,的不带电绝缘小球,C,从距离,B,的上方,H=0.8 m,处自由下落，落在小球,B,上立刻与小球,B,粘在一起以,2 m/s,的速度向下运动，它们到达最低点后又向上运动，向上运动到达的最高点为,P,（取,g=10 m/s,2,，,k9.010,9,Nm,2,/C,2,）,.,求：,（,1,）小球,C,与小球,B,碰撞前的速度,v,0,的大小？小球,B,的带电荷量,q,为多少？,（,2,）小球,C,与小球,B,一起向下运动的过程中，最大速度为多少？,【,解析,】,（,1,）小球,C,自由下落,H,时获得速度,v,0,，由机械能守恒得：,解得,小球,B,在碰撞前处于平衡状态，对,B,球由平衡条件得：,代入数据得：,（,2,）设当,B,和,C,向下运动的速度最大为,v,m,，与,A,相距,x,，对,B,和,C,整体，由平衡条件得：,代入数据得：,x=0.28 m,由能量守恒得：,代入数据得,v,m,=2.16 m/s,答案：1,）,4 m/s 4.410,-9,C,(2)2.16 m/s,一、选择题（本大题共,10,小题，每小题,7,分，共,70,分,.,每小题只有一个选项正确）,1.,（,2011,湛江模拟）如图所示，在真空中有两个带等量,正电的点电荷，分别置于,P,、,Q,两点，,O,点是它们连线的中,点，,A,、,B,为,P,、,Q,连线的中垂线上的两点，下列说法正确的,是（）,A.B,点场强大于,A,点场强,B.,中垂线是一个等势面,C.,将一正电荷,q,由,A,点沿中垂线移动到,B,点，在此过程中,q,的电势能一定逐渐减小,D.,将一正电荷,q,由,A,点沿中垂线移动到,B,点，在此过程中,q,受到的电场力一定逐渐减小,【,解析,】,选,C.,在两个等量、同号点电荷连线中,由,O,点沿中垂线向外场强先增大后减小,故,A,、,B,场强大小不确定,.,在中垂线上无穷远处两个点电荷产生的场强均为零，矢量和也为零，在连线中点到无穷远的区间各点电场强度不为零，方向自连线中点指向无穷远，因而必然有极大值，题中只给出,OA,OB,，但未给定具体位置,.,若是达到极大值之前，可断定,E,A,E,B,；若是越过极大值，则,E,A,E,B,；若,A,、,B,分居极值前后，情况要具体讨论，据本题情况，不能判定,E,A,与,E,B,的大小关系，故选项,A,、,D,错误；在中垂线上，电场强度方向为自连线中点,O指向无穷远，电势逐渐降低，将正电荷,q,由,A,点沿中垂线移动到,B,点,电场力做正功，电势能减小，选项,B,错误,C,正确，所以,正确答案,为,C.,2.,如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹,.,小球在,a,点的动能等于,20 eV,，运动到,b,点时的动能等于,2 eV.,若取,c,点为零势点，则当这个带电小球的电势能等于,-6 eV,时（不计重力和空气阻力），它的动能等于（）,A.16 eV,B.14 eV,C.6 eV,D.4 eV,【,解析,】,选,B.,从,a,到,b,由动能定理可知，电场力做功,W,ab,18 eV,，则从,a,到,b,电势能增加量,E,pab,=18 eV,，由等势面特点及,c,点为零势点可知：,a,点电势能,E,pa,=-12 eV,，又由动能和电势能之和不变可判断,B,正确,.,3.(2011,渭南模拟,),如图所示,在真空中的,A,、,B,两点分别放置等量异种点电荷,在,A,、,B,两点间取一正五角星形路径,abcdefghija,五角星的中心与,A,、,B,的中点重合,其中,af,连线与,AB,连线垂直,.,现将一电子沿该路径逆时针移动一周,.,下列判断正确的是,(),A.e,点和,g,点的电场强度相同,B.a,点和,f,点的电势相等,C.,电子从,g,点到,f,点再到,e,点,过程中,电势能先减小再增大,D.,电子从,f,点到,e,点再到,d,点过程中,电场力先做正功后做负功,【,解析,】,选,B.,等量异种点电荷的电场线与等势面如图所示,.,由对称性知,e,点和,g,点电场强度方向不同,A,错,;a,点和,f,点在同一等势面上,B,正确,;,电子从,g,点到,f,点,是从高电势到低电势,电场力做负功,电势能增大,C,错,;,从,f,点到,e,点,是从高电势到低电势,电场力做负功,D,错,.,答案为,B.,4.,如图所示，一簇电场线的分布关于,y,轴对称，,O,是坐标原点，,M,、,N,、,P,、,Q,是以,O,为圆心的一个圆周上的四个点，其中,M,N,在,y,轴上，,Q,点在,x,轴上，则（）,A.M,点的电势比,P,点的电势高,B.OM,间的电势差等于,NO,间的电势差,C.,一正电荷在,O,点时的电势能小于,在,Q,点时的电势能,D.,将一负电荷由,M,点移到,P,点，电场力做正功,【,解题提示,】,解答本题应注意以下两点：,（,1,）由电场线的分布和疏密判断场强大小和同一电场线上的点电势高低和某两点间的电势差；,（,2,）根据电场线所对应的电场即可画出等势线，判断不在同一电场线上的点的电势高低及电场力做功情况,.,【,解析,】,选,D.,顺着电场线电势越来越低，所以,A,项错误；,ON,段电场线比较密集，平均电场强度大，由,UEd,定性分析可知,B,选项错误；作出等势面可得,O,点电势比,Q,点电势高，正电荷在电势高处电势能大，所以,C,选项错误；,M,点与,P,点的电势差为负值，电荷带负电，由,W=qU,可得,D,选项正确,.,5.,（,2011,南昌模拟）一带电粒子射入一固定的点电荷的电场中，沿如图所示的虚线由,a,点运动到,b,点,.a,、,b,两点到点电荷的距离分别为,r,a,和,r,b,且,r,a,r,b,.,若不计重力，则（）,A.,带电粒子一定带正电,B.,库仑力先做正功后做负功,C.,带电粒子在,b,点的动能大于,在,a,点的动能,D.,带电粒子在,b,点的电势能,大于在,a,点的电势能,【,解析选,D.,由带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子与场源电荷电性相同，但场源电荷的电性未知，故,A,错；带电粒子运动过程中，先是力与速度的夹角为钝角，然后是力与速度的夹角为锐角，故库仑力先做负功后做正功，,B,错；带电粒子由,a,到,b,的整个过程是克服电场力做功，动能应当减少，故带电粒子在,b,点的动能小于在,a,点的动能，,C,错；由动能和电势能之和守恒可知，带电粒子在,b,点的电势能大于在,a,点的电势能，,D,对,.,6.,（,2011,荆州模拟）如图所示，空间有与水平方向成,角的匀强电场,.,一个质量为,m,的带电小球，用长,L,的绝缘细线悬挂于,O,点,.,当小球静止时，细线恰好处于水平位置,.,现用一个外力将小球沿圆弧缓慢地拉到最低点，此过程小球的电荷量不变,.,则该外力做的功为（）,A.mgL,B.mgLtan,C.mgLcot,D.mgL/cos,【,解析,】,选,C.,小球静止时受力,如图所示，则电场力,细线在电场方向的距离如图所,示,.,由动能定理,W,外,-F,（,Lcos+,Lsin,）,+mgL=0,，将,F=,代入可解得,W,外,=mgLcot,故选,项,C,正确,.,7.,一个电子只在电场力作用下从,a,点运动到,b,点，轨迹如图中虚线所示，图中的一组平行实线表示的可能是电场线也可能是等势面，则以下说法正确的是（）,A.,无论图中的实线是电场线还是,等势面，,a,点的场强都比,b,点的场强小,B.,无论图中的实线是电场线还是,等势面，,a,点的电势都比,b,点的电势高,C.,无论图中的实线是电场线还是,等势面，电子在,a,点的电势能都比在,b,点的电势能小,D.,如果图中的实线是等势面，电子在,a,点的速率一定大于在,b,点的速率,【,解析,】,选,D.,根据运动轨迹可以判断电子所受电场力方向指向曲线内侧，如果平行实线是电场线，电场方向向左，则从,a,到,b,电场力做正功，动能增大、电势能减小，,C,错；如果平行实线是等势面，电场方向向上，则从,a,到,b,电场力做负功，动能减小、电势能增大，,D,正确；不管平行实线是电场线还是等势面都表示匀强电场，,a,、,b,两点的场强相等，,A,错；电势高低则要根据具体情况而确定，,B,错,.,8.,如图所示，在水平方向的匀强电场中，一绝缘细线的一端固定在,O,点，另一端系一带正电的小球，小球在只受重力、电场力、绳子的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动，小球所受的电场力大小等于重力大小,.,比较,a,、,b,、,c,、,d,这四点，小球（）,A.,在最高点,a,处的动能最小,B.,在最低点,c,处的机械能最小,C.,在水平直径右端,b,处的机械能最大,D.,在水平直径左端,d,处的机械能最大,【,解析,】,选,C.,由题意知，小球所受的重力与电场力的合力沿,bOc,的角平分线方向，故小球在a,、,d,两点动能相等（相对物理最高点对称）；小球在运动中，电势能与机械能相互转化，总能量守恒，故在,d,点电势能最大，机械能最小，,b,点电势能最小，机械能最大，所以,正确答案,为,C.,9.,如图所示，在电场中，一个负电荷从,C,点分别沿直线移到,A,点和,B,点，在这两个过程中，均需克服电场力做功，且做功的值相同，一定不满足这种做功情况的电场是（）,A.,正,y,方向的匀强电场,B.,正,x,方向的匀强电场,C.,在第,象限内有负点电荷,D.,在第,象限内有负点电荷,【,解析,】,选,B.,由负电荷从,C,点分别沿直线移到,A,点和,B,点做负功相同可得，,A,、,B,两点电势相等,如果是匀强电场，则电场线垂直于,x,轴指向,y,轴正方向，故选项,A,能满足；如果是点电荷的电场，则是第,象限负电荷或者第,象限正电荷或负电荷，电荷位置一定在,AB,连线的中垂线上，故选项,C,、,D,能满足，只有,B,不满足,故选,B.,【,方法技巧,】,巧用对称法寻找等势点,明确几种常见静电场中的等势面的分布规律是利用功的公式,W,AB,=qU,AB,求电场力做功的关键,.,现总结如下：,（,1,）孤立正点电荷形成的电场中，同心圆上电势相等，具有对称性,.,（,2,）孤立负点电荷形成的电场中，同心圆上电势相等，具有对称性,.,（,3,）等量同种点电荷形成的电场中，电荷连线上，连线中垂线上都有对称性,.,（,4,）等量异种点电荷形成的电场中，电荷连线上，连线中垂线上电势为零,.,（,5,）匀强电场中，等势面是垂直于电场线的一簇平面,.,（,6,）金属板在点电荷形成的电场中处于静电平衡状态时其表面是一个等势面,.,10.,两个点电荷,Q,1,、,Q,2,固定于,x,轴上,.,将一带正电的试探电荷从足够远处沿,x,轴负方向移近,Q,2,(,位于坐标原点,O),过程中,试探电荷的电势能,Ep,随位置变化的关系如图所示,.,则下列判断正确的是,(),A.M,点电势为零,N,点场强为零,B.M,点场强为零,N,点电势为零,C.Q,1,带负电,Q,2,带正电,且,Q,2,电荷量较大,D.Q,1,带正电,Q,2,带负电,且,Q,2,电荷量较小,【,解析,】,选,A.,由电势能表达式,E,p,=q ,所以,M,点电势为零,在,N,点由于,E,p,随,x,变化率为,0,即电势随,x,变化率为,0,由,E=,知,N,点场强为,0,所以,Q,1,、,Q,2,应为异种电荷,且,Q,1,Q,2,所以,B,、,C,错,A,正确,.,根据电场力做功和电势能变化的关系知,到,N,之前电场力做正功,过,N,之后,电场力做负功,;,根据极限的思想,过,N,点之前,Q,1,产生的场强大,过,N,点之后,Q,2,产生的场强大,故过,N,点之前,试探电荷受到的是吸引力,故,Q,1,带负电,Q,2,带正电,D,错误,.,答案为,A.,二、非选择题（本大题共,2,小题，共,30,分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）,11.,（,15,分）如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道,上方,h,高度的,P,点，固定电荷量为,+Q,的点电荷,.,一质量为,m,、,电荷量为,+q,的物块（可视为质点），从轨道上的,A,点以初速,度,v,0,沿轨道向右运动，当运动到,P,点正下方,B,点时速度为,v.,已知点电荷产生的电场在,A,点的电势为 （取无穷远处电势为零），,PA,连线与水平轨道的夹角为,60.,试求：,（,1,）物块在,A,点时受到轨道的支持力大小；,（,2,）点电荷,+Q,产生的电场在,B,点的电势；,（,3,）物块能获得的最大速度,.,【,解析,】,（,1,）物块受到点电荷的库仑力 （,2,分）,由几何关系可知,r=h/sin60,（,1,分）,设物块在,A,点时受到轨道的支持力大小为,N,，由平衡条件有,N-mg-Fsin60=0,（,2,分）,解得,（,1,分）,（,2,）设点电荷产生的电场在,B,点的电势为,B,，由动能定,理有 （,3,分）,解得 （,2,分）,（,3,）设物块能获得的最大速度为,v,m,，由能量守恒定律有,（,2,分）,解得 （,2,分）,答案：,（,1,）（,2,）,（,3,）,12.(15,分,),如图为光滑绝缘水平的直线轨道，在轨道的竖直平面内加一个斜向上方的匀强电场,.,有一质量为,1.010,-2,kg,、带电量为,+1.010,-4,C,的可视为质点的物块，从轨道上的,A,点无初速度释放，沿直线运动,0.2 m,到达轨道上的,B,点，此时速度为,2 m/s.,（,g,取,10 m/s,2,）求：,(1)A,、,B,两点间的电势差,U,AB,.,(2),场强大小可能的取值范围,.,【,解析,】,（,1,）,A,到,B,过程中只有电场力做功，根据动能定理,得：,（,3,分）,解得：,U,AB,=200 V,（,2,分）,(2),设场强的竖直分量为,E,y,，水平分量为,E,x,，则有：,mgqE,y,（,2,分）,（,2,分）,解得：,E,y,1 000 V/m,（,1,分）,E,x,=1 000 V/m,（,2,分）,场强的最大值为：,（,1,分）,场强的取值范围为：,1 000 V/mE,（,2,分）,答案：,（,1,）,200 V,（,2,）,1 000 V/mE,Thank you!,