2020版高考物理专题1.18电势和电势能(电磁部分)(含解析).pdf
《2020版高考物理专题1.18电势和电势能(电磁部分)(含解析).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020版高考物理专题1.18电势和电势能(电磁部分)(含解析).pdf(18页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、专题 1.18 电势和电势能 一选择题 1.(2019 河南省郑州市质检) 如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别 为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力,下列说法 错误的是 ( ) AM带负电荷,N带正电荷 BM在b点的动能小于它在a点的动能 CN在d点的电势能等于它在e点的电势能 DN在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 【参考答案】D 【名师解析】由粒子运动轨迹可知,M受到的是吸引力,N受到的是排斥力,可知M带负电荷,N带正电 荷,故 A正确;M从a点到b点,库仑力做负功,根据动能定理知,动能减小,则M在b点
2、的动能小于在a 点的动能,故B正确;d点和e点在同一等势面上,电势相等,则N在d点的电势能等于在e点的电势能, 故 C正确;N从c点运动到d点,库仑斥力做正功,故D错误 2 ( 6 分) ( 2019 河南信阳高中考前适应试卷)如图所示,矩形的四个顶点a、b、c、d 为匀强电场中的四 个点, ab 2bc1m,电场线与矩形所在的平面平行。已知a 点电势为16V,b 点电势为8V,c 点电势为 4V一带电粒子从以点以速度v01000m/s 射入电场, v0与 ab 边的夹角为45,一段时间后粒子经过 ab 边的中点e。不计粒子的重力,下列判断正确的是() A d点电势为14V B电场强度大小为8
3、V/m C粒子从a 点到 e 点电势能增大 D粒子从a 点到 e 点所用时间为s 【参考答案】B 【名师解析】根据匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等,有 UadUbc,即adbc, 已知 a 16V,b8V,c4V,可得 d 点电势d12V,故 A 错误; ade 为等腰直角三角形,a 点到 直线 de 的距离为 d adm , ae 间电势差 Uaeae 4V, 则电场强度大小为 E8V/m, 故 B正确;中点e 的电势为e14V,d 点和 e 点的电势相同,de 连线为等势线, 电场方向垂直于de 向下,根据粒子的运动轨迹可知粒子受到的电场力垂直于de 连线向下,则粒子从a 点 到
4、 e 点电场力做正功,电势能减小,故C 错误;粒子抛出后做类平抛运动,落到e 点时,垂直于电场线方 向的位移为 x m ,所需时间为t 510 2 s ,故 D错误; 【方法归纳】根据UEd 知匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等,由此求d 点的电势;电势能 等于电势与电荷量的乘积,电势和电荷量都带符号运算最终数值的大小表示电势能的高低;电场强度E ;由电场线与等势面间的关系可得,质子将在电场中做类平抛运动,由类平抛规律计算粒子的运动 时间。 3. ( 2019 浙江嘉兴质检)微波技术中常用的磁控管可以用磁场将电子群控制在管内。若电子群处于如图所 示位置时,其形成的电场在位置1 处的电场
5、强度和电势分别为E1和 1,在位置 2 处的电场强度和电势分别 为E2和 2,则() A E1 E212 B E1 E212 CE1E212 D E1E212 【参考答案】B 【名师解析】把电子群看作一个小带电体(点电荷),根据点电荷电场强度公式可知,形成的电场在位置1 处的电场强度大于位置2 处的电场强度,即E1 E2。由于电子带负电,越靠近负电荷,电势越低,所以1 2,选项 B正确。 4 ( 6 分) (2019 四川泸州三模)如图所示,真空中一轻弹簧一端固定在水平地面上,另一端与质量为m , 带电量为 +q 的绝缘小球连接。初始时小球静止于P点,此时弹簧被压缩了x0,现在加一竖直向上大小
6、为 的匀强电场,小球在向上运动过程中(弹簧形变未超过弹性限度,重力加速度为g) ,下列判断正确 的是() A小球从P点上升 x0的过程中弹簧弹力先做正功后做负功 B小球在距P点的距离为2x0处,速度最大 C小球在距P点的距离为3x0处,电势能最大 D小球达到的最高点距P点的距离为4x0 【名师解析】开始时弹簧被压缩了x0,所以在小球从P 点上升 x0的过程中弹簧弹力一直做正功。选项A错 误;设弹簧的劲度系数为k,没有电场时,小球受到重力与弹簧的弹力处于平衡状态,则:kx0mg ,当 增加电场后,由于小球受到的电场力大于重力,所以小球新的平衡位置的位置处于弹簧伸长的状态,设 小球新的平衡位置对弹
7、簧的伸长量为x,则: qEmg+kx,又:,联立可得:xx0,可知平衡位 置与 P点之间的距离为:sx0+x2x0,所以小球在距P点的距离为2x0处,速度最大,选项B正确;加 电场后小球受到重力、电场力以及弹簧的弹力,小球在竖直方向做简谐振动,由简谐振动的对称性可知, 小球能上升的最大距离为2s4x0在在距 P点的距离为4x0处,电势能最大。故C错误, D正确。 【参考答案】 :BD 。 5. ( 2019 广东潮州二模)在电场中,若选无穷远处作为电势零点,单个点电荷的电场中某点电势决定式为 =kq/r(其中q为该点电荷的电量,r为该点距点电荷的距离),如图所示,空间ABC三点恰好构成一个 直
8、角三角形,其中A=30,BC边长为a,在A、C两点分别放置一个+q和+q的点电荷,则B点场强和 电势大小分别为() A. E= 2 2 3 3 kq a , =2kq/a B. E= 2 3 3 kq a ,= 2 kq/a C. E= 2 2kq a , =2kq/a D. E= 2 33 3 kq a ,= 2 kq/a 【参考答案】A 【名师解析】AC电荷在 B电产生电场如图所示: 由点电荷场强公式得:, 则有:= 2 2 3 3 kq a 由点电荷的电场中某点电势决定式为=kq/r可得 AC两点电荷在B电产生电势分别为: ,则 B点电势为: 故选项 A正确, BCD错误; 6 ( 20
9、19 届百校大联考)如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们是一个四边形的四个顶点, abcd,abbc, 2abcdbc2l,电场方向与四边形所在平面平行。已知a点电势为24 V,b点电势为 28 V ,d点电势为12 V。一个质子 ( 不计重力 ) 经过b点的速度大小为v0,方向与bc成 45,一段时间后经 过c点,则下列说法正确的是( ) Ac点电势为20 V B质子从b运动到c所用的时间为 2l v0 C场强的方向由a指向c D质子从b运动到c电场力做功为8 eV 【参考答案】ABD 【名师解析】 三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性, 如图所示,bM 1 2bN 1
10、4bd,已知 a点电势为24 V, b点电势为28 V,d点电势为12 V,且abcd,abbc,2abcdbc2l,因此根据几何关系,可得M点 的电势为24 V,与a点电势相等,从而连接aM,即为等势面;三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性, bd连线中点N的电势与c相等,为20 V ,A项正确;质子从b运动到c做类平抛运动,沿初速度方向分位 移为2l,此方向做匀速直线运动,则t 2l v0 ,B项正确;Nc为等势线,其垂线bd为场强方向,场强方向 由b指向d,C项错误;电势差Ubc8 V ,则质子从b运动到c电场力做功为8 eV,D项正确。 7. (2019 河南名校联考4)如图所示,
11、 A、B、C、D是匀强电场中一个矩形的四个顶点,电场的方向平行于 矩形平面。已知A点的电势是16V,B 点的电势是10.6V ,D 点的电势是6.4V ,且AB=9cm ,BC=12cm,P为 BC中点,下列说法正确的是() A.电场强度的大小为100V/m B.C 点的电势为2V C.电子从 P点沿 PD方向射出将做直线运动( 不计电子重力) D.电子从 C点运动到D点,电场力做功为5.4eV 【参考答案】AD 【名师解析】根据题述,A点的电势是A=16V,B 点的电势是B=10.6V, D 点的电势是C=6.4V,由 A- D=B- C,解得 C=1V,选项 B错误;电子从C点运动到D点,
12、电场力做功为W=e (D- C)=5.4eV, 选项 D正确; 过 D点作 DE垂直于 AC ,的垂线, 设 E点的电势为E,则有:xCE=93/5cm=27/5cm,xAC=15cm , - AC AC x = - EC EC x ,解得 E=6.4V。DE为等势线, 电场线方向沿AC方向,电场强度E= - AC AC x =100V/m,选项 A正确;电子从P点沿 PD方向射出,所受电场 力方向沿AC方向,初速度方向与所受外力方向不在一直线上,将做曲线运动,选项C错误。 8. (2019 南昌模拟) 如图所示,真空中有两个点电荷Q1、Q2分别固定在x 轴上的 x1=0 和 x2的位置上。将
13、 一试探电荷q 放置在 x0处恰好静止。 现将 Q2的固定点左移少许距离,将该试探电荷q仍放置在 x0处, 则 () A试探电荷q 一定向右运动 B.试探电荷q 所受电场力一定向左 C.电场力对试探电荷一定是先做正功 D探电荷的电势能一定是先减小 【参考答案】CD 【命题意图】本题考查对静电场中试探电荷受力平衡的分析、受力不平衡时的运动、电场力做功、电势能 变化及其相关知识点。 【解题思路】根据题述,将一试探电荷q 放置在 x0处恰好静止,由平衡条件可得k 1 2 0 qQ x =k 2 2 02 - qQ xx 。由于 不知各个电荷的电性,将Q2的固定点左移少许距离,将该试探电荷q 仍放置在
14、x0处,试探电荷q 所受电场 力可能向左,可能向右,试探电荷q 可能向右运动,可能向左运动,选项AB错误;将 Q2的固定点左移少许 距离,将该试探电荷q 仍放置在x0处,试探电荷q 所受电场力不平衡,电场力对试探电荷一定是先做正功 后做负功,试探电荷的电势能一定是先减小后增大,选项CD正确。 9( 4 分)( 2019 山东济南期末)已知一个无限大的金属板与一个点电荷之间的空间电场分布与等量异种 电荷之间的电场分布类似,即金属板表面各处的电场强度方向与板面垂直。如图所示,MN为很大的不带 电的金属平板,且与大地连接。现将一个电荷量为Q的正点电荷置于板的右侧,图中a、b、c、d 是以正 点电荷
15、Q为圆心的圆上的四个点,四点的连线构成一内接正方形,其中 ab 连线与金属板垂直。则下列说 法正确的是() A a点电场强度与d 点电场强度相同 B ab 点间电势差等于dc 点间电势差 C将一正试探电荷沿直线ab 从 a 点移到 b 点的过程中,试探电荷电势能始终减小 D将一正试探电荷沿圆弧ad 从 a 点移到 d 点的过程中,试探电荷电势能始终保持不变 【点拨分析】先画出电场线:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,根据电场线的疏密分析电场强度的 大小。根据对称性分析a 点与 d 点的电势关系, 根据电场力方向与位移方向的夹角分析电场力做功情况, 来分析电势能的变化。 【名师解析】画出电场线如
16、图所示:根据对称性知,a、d 两点的电场强度大小相同,方向不同,所以电 场强度不同,故A错误;由对称性知,a 点电势等于d 点电势, b 点电势等于c 点电势,因此ab 点间电 势差等于dc 点间电势差,故B正确;电场线的切线方向为该点的场强方向,因移动的是正电荷,正电荷 所受的电场力方向与电场强度方向相同,从 a 到 ad 中点的过程中, 电场力方向与位移方向夹角大于90, 电场力做负功,从ad 中点到d 点的过程中,电场力方向与位移方向夹角小于90,电场力做正功,所 以正电荷的电势能先增大后减小,故C 错误;电场线的切线方向为该点的场强方向,由于移动的是正电 荷,正电荷所受的电场力方向与电
17、场强度方向相同,从 a 到 ab 中点的过程中,电场力方向与位移方向夹 角大于 90,电场力做负功,从ab 中点到 b 点的过程中,电场力方向与位移方向夹角小于90,电场 力做正功,所以电荷的电势能先增大后减小,故D错误; 【名师点评】本题涉及电场强度和电势高低的判断,电场强度是矢量,合成遵循平行四边形定则;电势 是标量,合成遵循代数法则。 10( 6 分)( 2019 湖北四地七校考试联盟期末)如图所示,正六边形ABCDEF 的 B、D 两点各固定一个带 正电电量为 +q的点电荷, F点固定一个带负电电量为q 的点电荷, O为正六边形的几何中心。则下列说 法正确的是() A O点场强为0 B
18、C点场强方向沿FC方向 C电子在A点电势能比在O点小 DOA两点间电势差和OE两点间电势差相等 【点拨分析】根据电场强度是一个矢量结合点电荷电场强度的计算公式进行分析;电势是一个标量,根 据对称性分析各点的电势大小。 【名师解析】设O点到各点的距离为r ,则根据几何关系可知正六边形的边长也为r 。F 点相对于放置 2q+q 的电荷, 所以 O点的电场强度相当于在F点放置 q 2q 的电荷在O点产生的电场, 即 EO, 方向沿 OF方向,不为零,故A错误;两个正电荷在C点的合电场强度大小为,方向沿OC方向, q 在 C点的电场强度大小为,方向沿CO方向,故C点场强方向沿FC方向,故B正确; AD
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2020 高考 物理 专题 1.18 电势 势能 电磁 部分 解析
链接地址:https://www.31doc.com/p-5212861.html