课时2 电场能的性质
1.从大型加速器射出的电子束总能量约为500 GeV(1 GeV=1.6×
10-10 J),此能量最接近( A )
A.一只爬行的蜗牛的动能 B.一个奔跑的孩子的动能
C.一辆行驶的轿车的动能 D.一架飞行的客机的动能
解析:电子束总能量约为500 GeV=500×1.6×10-10 J=8.0×10-8 J,显然,此能量最接近一只爬行的蜗牛的动能。
2.(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c,d到正电荷的距离相等,则( ACD )
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比b点的高
C.c点的电场强度比d点的大
D.c点的电势比d点的低
解析:根据电场线的分布图,a,b两点中,a点的电场线较密,则a点的电场强度较大,选项A正确;沿电场线的方向电势降低,a点的电势低于b点的电势,选项B错误;由于c,d关于正电荷对称,正电荷在c,d两点产生的电场强度大小相等、方向相反。两负电荷在c点产生的电场强度为0,在d点产生的电场强度方向向下,根据电场的叠加原理,c点的电场强度比d点的大,选项C正确;c,d两点中c点离负电荷的距离更小,c点电势比d点低,选项D正确。
3.如图所示,一带电粒子在电场中运动,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动轨迹。若粒子只受电场力作用且运动过程中电势能逐渐减小,则其运动到b处时的速度方向与受力方向可能是( D )
解析:运动过程中电势能逐渐减小,则电场力做正功,且曲线运动过程中粒子所受合力方向指向曲线凹侧,故只有选项D正确。
4.带正电的α粒子快速通过两个氢分子的中心,其轨迹垂直于两核的连线,如图所示。假定α粒子穿过氢分子中心时两核移动可忽略,同时忽略分子中电子的电场。则当α粒子在靠近氢分子过程中,下列说法中正确的是( C )
A.加速度一定变大 B.加速度一定减小
C.电势能越来越大 D.电势能越来越小
解析:两个氢分子核形成的电场是等量同号电荷的电场,α粒子在靠近氢分子过程中,是在两电荷连线的中垂线上运动,其电场强度可能先增大,后减小,也可能一直减小,故其加速度可能先增大后减小,也可能一直减小,选项A,B错误;靠近过程中,α粒子始终受到两氢分子核的斥力作用,故电场力始终做负功,电势能增大,选项C正确。
5.直线MN是某点电荷电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下由a到b的运动轨迹。下列判断正确的是( C )
A.电场线MN的方向一定是由N指向M
B.带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小
C.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能
D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
解析:由带电粒子从a到b的运动轨迹的弯曲方向可判知,带电粒子所受电场力方向由M侧指向N侧,但因未知带电粒子的电性,故不能确定直线MN上的电场方向,选项A错误;带电粒子由a运动到b的过程中电场力做正功,动能增加,电势能减小,选项B错误,C正确;题图只给出了一条电场线,无法判知电场线的疏密,故不能比较a点和b点的电场强度大小,选项D错误。
