高二物理《考点 • 题型 • 技巧》精讲与精练高分突破系列 (人教版（2019）必修第 三册) 技巧强化训练三：电场中的能量解答题必刷题（25 道） 1．（2021·全国高二专题）在如图所示的电场中有 A、B 两点，A、B 两点的电势分别为 φA、φB。 （1）A、B 两点的电势差 UAB 是多少？若把某电荷 q 从 A 移到 B，电荷的电势能变化了多少？ （2）根据电场力做功与电势能变化的关系，求电场力对该电荷做的功。 2．（2020·江西省靖安中学高二月考）如图所示，水平绝缘光滑轨道 AB 的 B 端与处于竖直平面内的圆弧形光滑绝 缘轨道 BCD 平滑连接，圆弧的半径 R=0.5m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度 E=1×104N/C。现 有一质量 m=0.06kg 的带正电小球（可视为质点）放在水平轨道上与 B 端距离 s=1m 的位置，由于受到电场力的作 用，带电体由静止开始运动。已知带电体所带的电荷量 q=8.0×10-5C（取 g=10m/s2）。 （1）带电小球运动到何处时对轨道的压力最大；最大值为多少； （2）带电小球能否到达圆弧最高点 D；请计算说明。 3．（2021·全国高二）如图所示，在距离某平面高 2h 处有一抛出位置 P，在距 P 的水平距离为 S  1m 处有一光滑 竖直挡板 AB，A 端距该水平面距离为 h  0.45m ，A 端上方整个区域内加有水平向左的匀强电场；B 端与半径为 1 1 q  �104 C R  0.9m 的 4 的光滑圆轨道 BC 连接。一带电量大小为 9 ，质量为 0.18kg 的小滑块，以某一初速度 v0 从 P 点水平抛出，恰好能从 AB 挡板的右侧沿 ABCD 路径运动到 D 点而静止。请完成下列问题 （1）求出所加匀强电场的场强大小？ （2）当滑块刚运动到 C 点时，求出对圆轨道的压力？ 4．（2021·全国高二）如图所示， 用一条长 l=0.2 m 的绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量 m=1.0×10-2kg，所带 电荷量 q =＋2.0×10-8C。现加一水平方向的匀强电场，电场区域足够大，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角  =37°，已 知 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求匀强电场电场强度的大小； （2）若将轻绳向右拉至水平后由静止释放，求小球到达最低点时的速度大小； （3）若在图中所示位置剪断轻绳，判断小球此后的运动情况，并求 0.1s 后小球的速度大小。 5．（2021·河南）如图所示，在空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为 E，在 P 点将一质量为 m  0.4kg 、 带电荷量为 q  4C 的小球以一定的初速度水平向右抛出，当小球运动到其右下方的 Q 点时，速度方向竖直向下。 已知 P、Q 间的水平距离 L  8m ，竖直距离 h  5m ，重力加速度 g 取 10m/s 。求： 2 （1）小球水平抛出时的初速度 v； （2）电场强度 E 的大小。 6．（2020·原阳县第三高级中学高二月考）如图所示，上下平行放置的两带电金属板，相距为 3l，板间有竖直向下 的匀强电场 E。距上板 l 处有一带电荷量为＋q 的小球 B，在 B 上方有带电荷量为－6q 的小球 A，他们质量均为 mg m，用长度为 l 的绝缘轻杆相连。已知 E＝ q 。让两小球从静止释放，小球可以通过上板的小孔进入电场中（重 力加速度为 g）。求： （1）B 球刚进入电场时的速度 v1 大小； （2）A 球刚进入电场时的速度 v2 大小。 7．（2021·四川宜宾·）如图，一匀强电场方向平行于直角三角形 ABC 构成的平面，∠A=30°，AB=0. 4m，把电荷 量 q  2 �10 10 C  240 C 的点电荷由 A 点移动到 B 点，电场力做功 V。求： (1)该点电荷由 B 点移动到 C 点，电场力所做的功； (2)A 点的电势； (3)该电场强度的方向及大小。 WAB  4.8 �108 J，取 B 点的电势为零，C 点的电势 6 8．（2021·全国高二专题练习）如图所示，在平行金属带电极板 MN 电场中将电荷量为 4 �10 C 的负点电荷从 A 4 4 点移到 M 板，电场力做功 8 �10 J，把该点电荷从 A 点移到 N 板，克服电场力做功为 4 �10 J，其中 M 板带正电， N 板带负电且接地。求： （1）两极板间的电势差 UMN； （2）A 点的电势 A ； （3）该点电荷在 A 点的电势能 EPA。 9．（2021·湖南高二期末）如图，一质量为 m，电荷量为 其运动轨迹上的两点。已知该粒子在 A 点的速度大小为 （1）求：A、B 两点间的电势差 U AB （2）若 A、B 两点的水平距离为 X0 v0 q  q  0 的粒子在方向水平的匀强电场中运动，A、B 为 ；它运动到 B 点时速度大小为 v，不计重力。 ； ，竖直距离为 Y0 ，求：匀强电场的电场强度的大小 E。 10．（2021·福建省福州第八中学高二期中）如图所示，空间有场强 E=1.0×102V/m 竖直向下的电场，长 L=0.8m 不 可伸长的轻绳固定于 O 点，另一端系一质量 m=0.5kg 带电 q=+5×10-2C 的小球，拉起小球至绳水平后在 A 点无初速 度释放，当小球运动至 O 点的正下方 B 点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成 θ=53°、无限大的挡板 MN 上的 C 点，试求： （1）小球运动到 B 点时速度大小及绳子的最大张力； （2）小球运动到 C 点时速度大小及 A、C 两点的电势差； 11．（2021·广东肇庆市·）如图所示，绝缘光滑水平面上方空间中存在水平向右的匀强电场，一质量 m  1kg 、带 正电且电荷量 q  5 �105 C 两点间的距离为 4m 的小金属块仅在电场力的作用下从 A 点由静止开始运动，经过 ，重力加速度 g  10 m/s 2 2s 到达 B 点，已知 A、B ，求： (1)匀强电场的场强大小； (2)A、B 两点间的电势差 UAB； (3)小金属块从 A 点运动到 B 点的过程中，电势能的减少量。 12．（2020·石家庄市第十七中学高二月考）如图所示，一倾角为 30�的光滑斜面，处于一水平方向的匀强电场中， 1 一电荷量为 q ，质量为 m 的小物块恰好静止在斜面上。若电场强度突然减小为原来的 2 ，求物块沿斜面下滑 L 的 动能。 13．（2020·石家庄市第十七中学高二月考）如图所示，一示波管偏转电极的长度为 d，两极间的电场是均匀的， 场强为 E（E 垂直于管轴），一个电子经电压为 U 的加速电场加速后，沿管轴注入，已知电子质量为 m，电荷量为 e。 （1）求电子经过电极后所发生的偏转距 y； （2）若出偏转电极的边缘到荧光屏的距离 L，求电子打在荧光屏上产生的光点偏离中心 O 的距离 14．（2020·石家庄市第十五中学高二期中）如图所示，质量 m  5.0 �108 kg y� 。 的带电粒子，以初速度 v0  2m/s 从水 2 平放置的平行金属板 A、B 的中央，水平飞入电场，已知金属板长 L=0.1m，板间距离 d  2 �10 m ，当 U AB  1000V 时，带电子恰好沿直线穿过电场。（g 取 10m/s2 ） （1）求粒子所带电荷量大小？ （2）若两极板间的电势差可调，要使粒子恰好从 A 极板边缘飞出，两极板间电势差 （3）要使粒子恰好从 B 极板边缘飞出，两极板间电势差 U2 U1 是多少？ 是多少？ 15．（2020·吉林延边二中高二月考）如图所示，水平绝缘光滑轨道 AB 的 B 端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形 粗糙绝缘轨道 BC 平滑连接，圆弧的半径 R  0.4m 。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度 E  1.0 �104 N / C 现有质量 m  0.1kg 的带电体（可视为质点）放在水平轨道上 A 点处， AB 两点距离 x  1.0m ，由于 受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的 C 端时，速度恰好为零，已知带电体所带电荷 量 q  8.0 �10 5 C ，取 g  10m/s2 ，求： （1）带电体在水平轨道上运动到 B 端时速度的大小； （2）A、 C 两点之间的电势差以及从 A 到 C 运动过程中因摩擦生成的热量。 16．（2021·黑龙江高二月考）如图所示，在 E=103V/m 的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放 置，轨道与一水平绝缘轨道 MN 平滑连接，半圆轨道所在平面与电场线平行，其半径 R=40cm，一带正电荷 q=10－ 4 C 的小滑块质量为 m=40g，与水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.2，取 g=10m/s2，求： （1）要小滑块恰能运动到半圆轨道的最高点 L，滑块应在水平轨道上离 N 点多远处释放； （2）从（1）中位置释放的小滑块通过 P 点时轨道对滑块的弹力是多大。（P 为半圆轨道中点） 17．（2021·福建莆田二中高二月考）长为 L 的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电 场，一个带电荷量为＋q、质量为 m 的带电粒子，以初速度 v0 紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下 极板边缘射出，射出时速度恰与水平方向成 30°角，如图所示，不计粒子重力，求： (1)粒子离开电场时速度的大小； (2)匀强电场的场强大小； (3)两板间的距离。 18．（2021·浙江湖州·高二期末）如图所示，在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带负电的微 粒从 A 点由静止开始，在电场力作用下沿直线在 A、B 两点间往返运动。已知 MN 左右两侧的电场强度大小分别是 E1=2.0×103N/C 和 E2=4.0×103N/C，方向如图所示。带电微粒质量 m=1.0×10-20kg，带电量 q=1.0×10-9C，A 点距虚线 MN 的距离 d1=1.0cm，不计带电微粒的重力。求： (1)带电微粒在 A 点受到的电场力的大小和方向； (2)B 点距虚线 MN 的距离 d2； (3)带电微粒从 A 点运动到 B 点的时间 t； 19．（2021·四川高二期末）示波器的示意图如图，金属丝发射出来的电子（初速度为零，不计重力）被加速后从 金属板的小孔穿出，进入偏转电场，电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上