高中物理 第一章 静电场 4 电势能和电势练习 新人教版选修31.doc

4电势能和电势知识点一静电力做功与电势能的变化1.一个电荷只在电场力作用下从电场中的p点移到q点,电场力做了810-6j的功,那么()a.电荷在q处时将具有810-6j的动能b.电荷在q处时将具有810-6j的电势能c.电荷的动能减少了810-6jd.电荷的电势能减少了810-6j2.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,静电力做了负功,则()a.b点的电场强度一定比a点的大b.电场线方向一定从b指向ac.b点的电势一定比a点的高d.该电荷的动能一定减小3.如图l1-4-1所示,在真空中有两个带电荷量相等的正电荷q1和q2,它们分别固定在a、b两点,cd为a、b连线的中垂线.现将正电荷q3由c沿cd移至无限远处,在此过程中()a.q3的电势能逐渐增加b.q3的电势能先逐渐增加,后逐渐减少c.q3受到的静电力逐渐减小d.q3受到的静电力先逐渐增大,后逐渐减小图l1-4-1知识点二点电荷电场中的电势和电势能4.如图l1-4-2所示,q是带正电的点电荷,p1、p2为其产生的电场中的两点,若e1、e2分别为p1和p2两点的电场强度的大小,1、2分别为p1和p2两点的电势,则()a.e1e2,12b.e1e2,12c.e12d.e1e2,12图l1-4-25.在如图l1-4-3所示的四个电场中均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和场强都相同的是()图l1-4-36.2017铜陵一中期中以下说法中正确的是()a.若一正点电荷在a点的电势能比在b点的大,则b点电势较高b.若一负点电荷在c点的电势能比在d点的大,则c点电势较高c.若正点电荷在e点的电势能为负值,负点电荷在f点的电势能是负值,则f点电势较高d.若一负点电荷在g点的电势能是负值,则g点电势为负值7.如图l1-4-4所示,光滑绝缘的斜面置于电场中,一质量为m、带电荷量为q的点电荷从a点以v0的初速度沿斜面运动到b点时,速度也为v0.下列说法正确的是()a.a点的场强大于b点的场强b.a点的电势高于b点的电势c.点电荷在a点时的电势能大于在b点时的电势能d.点电荷一定带正电图l1-4-4知识点三电势能、电势大小的计算与判断8.将一正电荷从无限远处移入电场中m点,电势能减少了8.010-9j;将另一负电荷(正、负电荷所带电荷量的绝对值相等)从无限远处移入电场中的n点,电势能增加了9.810-9j.若以无限远处为零电势点,m、n两点的电势分别为m、n,则下列判断正确的是()a.mnm0c.nmn09.电荷量分别为+q、+q、-q的三个带电小球分别固定在边长为l的绝缘等边三角形框架的三个顶点上,并置于场强为e的匀强电场中,如图l1-4-5所示.若三角形绕穿过其中心o且垂直于三角形所在平面的轴顺时针转过120,则此过程中系统电势能变化情况为()a.减少eqlb.增加eqlc.减少2eqld.增加2eql图l1-4-5知识点四等势面10.关于等势面,下列说法正确的是()a.电荷在等势面上移动时,由于不受静电力作用,所以说静电力不做功b.在同一个等势面上各点的场强大小相等c.两个电势不相等的等势面可能相交d.若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度能反映场强的大小11.a、b两异种点电荷所形成的电场中的部分等势面如图l1-4-6所示,已知a点电势高于b点电势.若a、b两点电荷的电荷量大小分别为qa和qb,则()a.a为正电荷,qaqbc.a为负电荷,qaqb图l1-4-612.如图l1-4-7所示,虚线a、b、c是在o点处的一个点电荷形成的静电场中的三个等势面,一带正电的粒子射入该电场中,其运动轨迹如实线klmn所示.不计粒子的重力,由图可知()a.粒子运动时电场力先做负功,后做正功b.a、b、c三个等势面的电势关系是abcc.粒子运动时的电势能先增大后减小d.粒子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等图l1-4-713.(多选)如图l1-4-8所示,在负点电荷-q产生的电场中,一带负电的试探电荷从a点分别移到以-q为圆心的圆周上的b、c、d、e点,则下列说法正确的是()a.试探电荷从a到b,电势能减少b.试探电荷从a到e,静电力做功最大c.试探电荷从a点分别到b、c、d、e点,静电力做功一样多d.a点的电势比d点的高图l1-4-814.(多选)质量为m的带电小球射入匀强电场后,以方向竖直向上、大小为2g(g为重力加速度)的加速度向下运动,在小球下落h高度的过程中()a.小球的重力势能减少了2mghb.小球的动能减少了2mghc.静电力做负功2mghd.小球的电势能增加了3mgh15.如图l1-4-9所示,水平虚线为匀强电场的等势线,一个带电小球以一定的速度射入该匀强电场后,运动轨迹如图中实线所示,已知小球受到的重力不能忽略.下列说法中正确的是()图l1-4-10a.小球在b点的动能一定大于小球在a点的动能b.若小球从a点向b点运动,则动能和电势能之和一定增加c.若小球从b点向a点运动,则重力势能和电势能之和一定减小d.根据图中信息不能确定小球在a、b两点的电势能大小关系16.(多选)如图l1-4-10所示,在粗糙的水平面上固定一点电荷q,在m点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块,小物块在点电荷q的电场中运动到n点静止,则从m点运动到n点的过程中()a.小物块所受静电力逐渐减小b.小物块具有的电势能逐渐减小c.m点的电势一定高于n点的电势图l1-4-10d.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功17.如图l1-4-11所示,匀强电场的电场线与ac平行,把110-8c的负电荷从a点移到b点,静电力做功610-8j,ab长6cm,ab与ac成60角.(1)请判断场强的方向;(2)设b处电势为1v,则a处电势为多少?电子在a处的电势能为多少?图l1-4-111.d解析电荷只在电场力作用下由p到q,电场力做了810-6j的功,合力做功即为810-6j,根据动能定理知,动能增加了810-6j,电荷的初动能未知,所以不能判断出电荷在q点的动能的大小,选项a、c错误;电势能的大小与零电势能点的选择有关,该题没有给出零电势能点,所以不能判断电荷在q点的电势能,选项b错误;电场力做了810-6j的功,根据功能关系知,电荷的电势能减小810-6j,选项d正确.2.c解析静电力做负功,该电荷的电势能增加,正电荷在电势高处电势能较大,c正确;静电力做负功,同时电荷可能还受其他力作用,外力对它做的总功不一定为负,由动能定理可知,动能不一定减小,d错误;电势高低与场强大小无必然联系,a错误;b点电势高于a点的,但a、b可能不在同一条电场线上,b错误.3.d解析cd线上各点场强方向均为cd,场强大小先逐渐增大,再逐渐减小,所受静电力先逐渐增大,再逐渐减小,选项c错误,选项d正确;静电力一直对电荷q3做正功,电势能逐渐减小,选项a、b错误.4.a解析由正电荷周围电场线的特点可知e1e2,沿电场线方向电势逐渐降低,可知12,选项a正确.5.c解析因为电势是标量,并且a、b在题中的四个电场中具有对称性,故四个电场中a、b两点的电势都是相等的,而电场强度是矢量,a图中两对称点的电场强度大小相等、方向相反;b图中两个场强叠加后,a点的场强方向斜向右上方,b点的场强方向斜向右下方;c图中两对称点的场强大小相等,方向都是水平向右;d图中a点的场强方向向上,b点的场强方向向下,因此只有选项c正确.6.c解析正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势高的地方电势能反而小,选项a、b错误;由=,可知选项c正确,d错误.7.c解析点电荷从a到b的过程中,只有重力和电场力做功,根据动能定理可知,电场力做正功,由功能关系可知,电荷的电势能减小,c正确;由于不知道电场方向和电场是否均匀,所以a、b、d错误.8.c解析无限远处电荷的电势能为0,则正电荷在m点的电势能为-8.010-9j,负电荷在n点的电势能为9.810-9j.由=可知,m、n两点的电势m0,n|m|,故nm0,选项c正确.9.d解析三角形绕穿过其中心o的轴顺时针转过120,电荷量为+q、+q、-q的带电小球所受的静电力分别做功-、-、-eql,总功为-2qel,电势能增加2eql,选项d正确.10.d解析等势面由电势相等的点组成,等势面处的电场线跟等势面垂直,因此电荷在等势面上移动时,静电力不做功,但并不是不受静电力的作用,选项a错误;等势面上各点场强的大小不一定相等,等势面不可能相交,选项b、c错误;等差等势面的疏密能反映场强的大小,选项d正确.11.b解析若把该图与等量异种点电荷电场中的部分等势面图比较,则靠近正电荷的点电势较高,靠近负电荷的点电势较低,所以a为正电荷.等量异种点电荷电场中的等势面左右对称,无穷远处的电势为0;该图左侧的等势线比较密,无穷远处的电势为0,所以无穷远处与两点电荷所在处之间的电势差相比,与a所在处之间的电势差比较大,所以a所带的电荷量较多,选项b正确.12.d解析根据带电粒子轨迹的弯曲方向可知,带电粒子受到了点电荷的引力作用,所以点电荷一定带负电,电场线方向从无穷远处到o终止,根据顺着电场线方向电势降低可知,abc,选项b错误;粒子所受的静电力与速度的夹角先为锐角,后为钝角,所以电势能先减小后增大,选项a、c错误;整个运动过程中,带电粒子只有两种形式的能:电势能和动能,根据能量守恒定律知,粒子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等,选项d正确.13.ac解析b、c、d、e在同一等势面上,所以试探电荷在这四点时的电势能相等,试探电荷带负电,由a向b、c、d、e点移动过程中静电力做等量正功,故电势能均减少,a、c正确,b错误;在负点电荷的电场中,d点比a点距离场源电荷远,所以d点的电势比a点的高,故d错误.14.bd解析带电小球受到向上的静电力和向下的重力,根据牛顿第二定律得f合=f电-mg=2mg,得f电=3mg,在下落过程中静电力做功w电=-3mgh,重力做功wg=mgh,总功w=w电+wg=-2mgh,根据做功与势能变化关系可知,小球重力势能减少了mgh,电势能增加了3mgh,根据动能定理可知,小球的动能减小了2mgh.15.a解析由于等势线水平,则电场线一定沿竖直方向,根据曲线运动的轨迹与合外力的关系可知,小球受到的合外力方向一定向上,且静电力方向也竖直向上,若小球从a点向b点运动,合外力对小球做正功,故小球动能一定增加,若小球从b点向a点运动,合外力对小球做负功,故小球动能一定减少,选项a正确;小球从a点向b点运动过程中,重力势能增加,根据能量守恒定律可知,动能和电势能之和一定减小,选项b错误;小球从b点向a点运动过程中,动能减小,则重力势能和电势能之和一定增加,选项c错误;小球从a点向b点运动过程中,静电力一定做正功,则电势能一定减小,故小球在a点的电势能一定大于在b点的电势能,选项d错误.16.abd解析小物块在从m点运动到n点的过程中,一定受到向左的摩擦力,所以静电力一定向右,随着物块离点电荷q距离越来越大,静电力逐渐减小,a正确;由动能定理可得we-mgx=0,即