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第2章　電勢能與電勢差
專題強化練2　電場的能的性質
1.(多選)某同學在干燥環境做小實驗,剪下一段塑料扁帶,末端打結,再把另一端撕成絲,做成“章魚”的造型,用毛巾從扁帶絲打結端向尾端摩擦,反復幾次。用毛巾來回摩擦PVC(塑料)管,聽到有噼里啪啦的聲音后,停止摩擦。將“章魚”往上拋,再將PVC管放在“章魚”下方,在“章魚”減速下落靠近PVC管的過程,不計空氣阻力,下列表述正確的是 (　　)
A.“章魚”與PVC管相互吸引
B.“章魚”與PVC管間相互作用力變大
C.PVC管在“章魚”處產生的場強變小
D.PVC管和“章魚”的電勢能增大
2.(多選)如圖所示為某電場等勢面分布圖,現用外力將一帶負電的小物塊由電場中的A點沿直線勻速移動到B點。下列說法正確的是 (　　)
A.該電場可能是由孤立的點電荷產生的
B.A、B兩點的電場強度大小滿足EA>EB
C.小物塊在A點附近比在B點附近電勢能變化快
D.若改將帶正電的小物塊由A點沿直線移動到B點,電場力先做負功后做正功
3.如圖所示,虛線a、b、c、d、e是電場中的一組平行等差等勢面,實線是電子僅在電場力作用下的運動軌跡,M、N、P、Q分別為運動軌跡與各等勢面的交點。已知電子從M點運動到Q點的過程中電場力做功6 eV,設b等勢面的電勢為零。則下列判斷正確的是 (　　)
A.c等勢面的電勢φc=-2 V
B.電子在P點的加速度比在N點的加速度大
C.電子經過P點的動能比經過N點的動能小
D.電子在P點的電勢能比在N點的電勢能大
4.(多選)在x軸上的O點(x=0)和b點(x=15 cm)分別固定放置兩點電荷q1、q2,其靜電場的電勢φ在x軸上的分布如圖中所示,a、c兩點是圖線與橫軸的交點,取無窮遠處的電勢為零,下列說法正確的是 (　　)
A.a、c兩點的電場強度大小相等,方向相反
B.q1所帶電荷量是q2所帶電荷量的4倍
C.將一正電荷從a點移到c點,電場力做功為零
D.將一負電荷從c點移到d點,電勢能增大
答案與分層梯度式解析
第2章　電勢能與電勢差
專題強化練2　電場的能的性質
1.BD 2.BC 3.A 4.BC
1.BD　用毛巾與扁帶絲摩擦后,扁帶絲上帶上了同種電荷,再用毛巾摩擦PVC管,它也帶上了同種電荷,所以“章魚”與PVC管的帶電性質相同,二者之間互相排斥,故A項錯誤;“章魚”與PVC管接近過程,兩者間的相互作用力變大,故B項正確;越靠近場源,場強越大,隨著兩者的接近,PVC管在“章魚”處產生的場強變大,故C項錯誤;PVC管與“章魚”帶同種電荷,兩者接近過程,電場力做負功,電勢能增大,故D項正確。
2.BC　由孤立的點電荷產生的電場的等勢面,形狀為同心圓,題中的電場等勢面形狀為橢圓,故該電場不可能是由孤立的點電荷產生的,故A錯誤;等差等勢面越密處,電場強度越大,故A、B兩點的電場強度大小滿足EA>EB,故B正確;A點附近等勢面密,電勢變化快,則小物塊在A點附近比在B點附近電勢能變化快,故C正確;若改將帶正電的小物塊由A點沿直線移動到B點,電勢先減小后增大,電場力先做正功后做負功,故D錯誤。
3.A　電子從M點運動到Q點的過程中電場力做功6 eV,則有UMQ(-e)=6 eV,解得UMQ=-6 V,可推理得UNP=-2 V,所以c等勢面的電勢φc=-2 V,A正確;因為等差等勢面平行且間距相等,所以該電場是勻強電場,則電子在P點的加速度與在N點的加速度相等,B錯誤;電子從N到P,電場力做正功,動能增大,電勢能減小,所以電子經過P點的動能比經過N點的動能大,電子在P點的電勢能比在N點的電勢能小,C、D錯誤。故選A。
4.BC　由題圖可知,φ-x圖像的斜率大小表示電場強度的大小,斜率的正負表示電場強度的方向,a、c兩點電勢相等,但電場強度大小和方向均不同,故A錯誤;由題圖可知,d點處圖線斜率為零,表明該點的合場強為零,即兩點電荷在d點的場強大小相等,方向相反,而d點到兩點電荷q1、q2的距離之比為2∶1,根據公式E=k可得,q1、q2的電荷量之比為4∶1,故B正確;a、c兩點電勢相等,電勢差為零,將一正電荷從a點移到c點,電場力做功為零,故C正確;c、d間電場方向向左,負電荷從c點移到d點,電場力做正功,電勢能減小,故D錯誤。
方法技巧　理解φ-x圖像斜率的物理意義即電場強度,由斜率的變化可確定電場強度的變化;φ-x圖像中根據φ的大小可判斷電場方向,進而判斷出電場力做功情況及電勢能變化情況。
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