物理電場(chǎng)難題高考題及答案

物理電場(chǎng)難題高考題及答案一、選擇題1.一個(gè)點(diǎn)電荷q位于電場(chǎng)中，其受到的電場(chǎng)力為F。若將該電荷的電量增加到2q，同時(shí)將電場(chǎng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的2倍，則該點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力變?yōu)椋篈.2FB.4FC.8FD.F答案：B解析：根據(jù)電場(chǎng)力的公式F=qE，其中F為電場(chǎng)力，q為電荷量，E為電場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)電荷量增加到2q，電場(chǎng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的2倍時(shí)，新的電場(chǎng)力為F'=(2q)×(2E)=4qE，即F'=4F。2.一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其動(dòng)能增加了2倍。若電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功增加到原來(lái)的4倍，則粒子的電勢(shì)能變化量為：A.增加2倍B.減少2倍C.增加4倍D.減少4倍答案：D解析：根據(jù)能量守恒定律，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功等于粒子動(dòng)能的增加量加上電勢(shì)能的減少量。設(shè)初始動(dòng)能為Ek，電勢(shì)能變化量為ΔU，則有W=ΔEk+ΔU。當(dāng)動(dòng)能增加2倍，即ΔEk'=2Ek，電場(chǎng)力做的功增加到原來(lái)的4倍，即W'=4W。則有4W=ΔEk'+ΔU'，代入ΔEk'=2Ek，得到4W=2Ek+ΔU'。由于W=Ek+ΔU，所以ΔU'=4W-2Ek=3W-Ek=3(Ek+ΔU)-Ek=2(Ek+ΔU)。因此，粒子的電勢(shì)能變化量減少4倍。二、填空題3.一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其受到的電場(chǎng)力為F，電場(chǎng)強(qiáng)度為E。若該粒子的電荷量為q，則電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系為：F=________。答案：qE解析：根據(jù)電場(chǎng)力的公式F=qE，其中F為電場(chǎng)力，q為電荷量，E為電場(chǎng)強(qiáng)度。4.一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，其電勢(shì)能減少了10J。若A點(diǎn)的電勢(shì)為φA，B點(diǎn)的電勢(shì)為φB，則電勢(shì)差φAB為：φAB=________。答案：φA-φB解析：電勢(shì)差φAB定義為兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，即φAB=φA-φB。由于粒子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能減少，說(shuō)明電勢(shì)降低，即φA>φB。三、計(jì)算題5.一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力為F，已知電場(chǎng)強(qiáng)度E和粒子的電荷量q。求該粒子在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能的變化量ΔU。答案：ΔU=-qE·d·cosθ解析：電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功等于粒子電勢(shì)能的變化量，即W=-ΔU。根據(jù)功的公式W=F·d·cosθ，其中d為粒子在電場(chǎng)方向上的位移，θ為電場(chǎng)力與位移方向的夾角。將電場(chǎng)力F=qE代入，得到W=qE·d·cosθ。因此，電勢(shì)能的變化量ΔU=-W=-qE·d·cosθ。6.一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其動(dòng)能增加了2倍。若電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功增加到原來(lái)的4倍，則求粒子的電勢(shì)能變化量ΔU。答案：ΔU=-3W解析：根據(jù)能量守恒定律，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功等于粒子動(dòng)能的增加量加上電勢(shì)能的減少量，即W=ΔEk+ΔU。設(shè)初始動(dòng)能為Ek，電勢(shì)能變化量為ΔU，則有W=ΔEk+ΔU。當(dāng)動(dòng)能增加2倍，即ΔEk'=2Ek，電場(chǎng)力做的功增加到原來(lái)的4倍，即W'=4W。則有4W=ΔEk'+ΔU'，代入ΔEk'=2Ek，得到4W=2Ek+ΔU'。由于W=Ek+ΔU，所以ΔU'=4W-2Ek=3W-Ek=3(Ek+ΔU)-Ek=2(Ek+ΔU)。因此，粒子的電勢(shì)