高考物理一轮复习 专题31 电势能、电势、电势差（练）（含解析）.doc

专题31 电势能、电势、电势差 1图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 ev和5 ev.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为8 ev，它的动能应为： （ ）a8 ev b13 ev c20 ev d34 ev【答案】c【名师点睛】由题，相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，根据能量守恒定律确定出电荷在b等势面上的电势能，写出电荷的总能量，再由能量守恒求出其电势能变为时的动能值；本题关键要根据电场力做功与电势差的关系确定电荷的总能量。2如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为： （ ）a.e=100v/m，竖直向下 b.e=100v/m，竖直向上c.e=100v/m，水平向左 d.e=100v/m，水平向右【答案】c【解析】根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左,两个相邻等势面相距，电势差，则电场强度,故选项c正确。【名师点睛】电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势根据匀强电场场强与电势差的关系u=ed求出电场强度的大小；本题考查电场线与等势面的关系、场强与电势差的关系公式中，是沿电场线方向两点间的距离。3金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，a、b两点到正电荷的距离相等，c点靠近正电荷，则： （ ） aa、b两点的电势相等bc点的电势比a点的低ca、b两点的电场强度相等dc点的电场强度比b点的大【答案】d【名师点睛】题要掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示场强的大小，顺着电场线电势逐渐降低，难度不大，属于基础题4（多选）如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子（重力不计），以不同的速率，沿不同的方向，从a点飞入电场后，沿不同的轨迹1和2运动，由轨迹可以断定： （ ）a两个粒子的电性一定不同b粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大c经过b、c两点，两粒子的速度可能不等d两个粒子带电量一定不同【答案】abc5有一个带电荷量q= -310-6c的点电荷，从某电场中的a点移到b点，电荷克服电场力做610-4j的功，从b 点移到c点，电场力对电荷做910-4j的功，问：（1）ab、bc、ca间电势差各为多少？（2）如以b点电势为零，则a点电势为多少？电荷在a点的电势能为多少？【答案】（1）200v；-300v；100v（2）200v；【解析】电荷由a移向b克服电场力做功即电场力做负功，wab= -910-4j（2）若，由得电荷在a点的电势能【名师点睛】解决本题的关键掌握电场力做功与电势能的关系，注意在运用计算时，w的正负、q的正负、电势差的正负都要代入计算1p、q是某电场中一条电场线上的两点，一点电荷仅在电场力作用下，沿电场线从p点运动到q点，过此两点的速度大小分别为v p 和v q ，其速度随位移变化的图象如图所示p、q两点电场强度分别为e p 和e q ；该点电荷在这两点的电势能分别为 p q ，则下列判断正确的是： （ ） ae p e q ， p q be p e q ， p qce p e q ， p q de p e q ， p q【答案】a2如图所示，真空中m、n处放置两等量异号点电荷，a、b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于等势线a上，f点位于等势线c上，等势线b为中垂线，df平行于mn已知一带正电的试探电荷从d点移动到f点时，该试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是： （ ）am点处放置的是正点电荷bd点的电势高于f点的电势cd点的场强与f点的场强完全相同d将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到e点，电场力先做正功、后做负功【答案】d【解析】因正电荷由到，电势能增加，则电场力做负功，电势升高，故点电势高于点电势，则m点为负电荷，n点为正电荷，故a b错误；点与点为关于两电荷的中垂线对称，则场强大小相等但方向不同，故c错误；将带正电的试探电荷沿直线由点移动到点，电势能先减小再增大到原来值，故电场力先做正功、后做负功，故d正确。【名师点睛】在电场中根据带电粒子运动轨迹和电场线关系判断电场强度、电势、电势能、动能等变化是对学生基本要求，也是重点知识，要熟练掌握。3位于a、b处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内的电势分布如图6所示，图中实线表示等势线，则正确的正确的是 ： （ ）aa点和b点的电势相同 b正电荷从c点移到d点，静电力做负功c负电荷从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少d正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力不做功，电势能不变【答案】a【名师点睛】电势能增、减的判断方法(1)做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加(2)公式法由epqp，将q、p的大小、正负号一起代入公式，ep的正值越大电势能越大，ep的负值越小，电势能越大(3)能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加(4)电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大4（多选）两个等量异种点电荷的连线的垂直平分线上有a、b、c三点，如图所示，下列说法正确的是： （ ） aa、 b两点的电场强度的方向与两点电荷连线平行ba、b两点的场强方向相同，b点场强比a点大ca、b、c三点电势相等d 一个电子在a点无初速释放，则它将在c点两侧往复运动【答案】abc【名师点睛】此题考查了等量异种电荷的电场分布规律；解题的关键是掌握等量异种电荷的电场的分布规律，在等量异种电荷连线的中垂线上各点的电势均为零，场强的方向均平行于两电荷的连线，且离电荷越远场强越小. 5如图所示，光滑绝缘细杆倾斜放置，与水平面夹角为30o，杆上有a、b、c三点，与c点在同一水平面上的o点固定一正电荷q，且oc=ob，质量为m，电荷量为-q的有孔小球从杆上a点无初速度下滑，已知qab，则q靠近m端且为正电荷c无论q为正电荷还是负电荷一定有epaepbdb点电势可能高于a点电势【答案】bc【名师点睛】本题考查的知识点较多，应从曲线运动的特点和规律出发判断出电子的受力方向，再利用相关电场和带电粒子在电场中的运动规律解决问题。2【2017江苏卷】（多选）在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示下列说法正确有： （ ）（a）q1和q2带有异种电荷（b）x1处的电场强度为零（c）负电荷从x1移到x2，电势能减小（d）负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大【答案】ac【名师点睛】本题的核心是对x图象的认识，要能利用图象大致分析出电场的方向及电场线的疏密变化情况，依据沿电场线的方向电势降低，还有就是图象的斜率描述电场的强弱电场强度3【2017新课标卷】（多选）一匀强电场的方向平行于xoy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 v、17 v、26 v。下列说法正确的是： （ ）a电场强度的大小为2.5 v/cmb坐标原点处的电势为1 vc电子在a点的电势能比在b点的低7 evd电子从b点运动到c点，电场力做功为9 ev【答案】abd【解析】如图所示，设a、c之间的d点电势与b点相同，则，d点坐标为(3.5 cm，6 cm)，过c点作cfbd于f，由几何关系可得cf=3.6 cm，则电场强度，a正确；因为四边形oacb是矩形，所以有，解得坐标原点o处的电势为1 v，b正确；a点电势比b点电势低7 v，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7 ev，c错误；b点电势比c点电势低9 v，电子从b点运动到c点，电场力做功为9 ev，d正确。【名师点睛】在匀强电场中沿同一方向线段的长度与线段两端的电势差成正比；在匀强电场中电场线平行且均匀分布，故等势面平行且均匀分布。以上两点是解决此类题目的关键。电势与电势能之间的关系，也是常考的问题，要知道负电荷在电势高处电势能低。4【2016全国新课标卷】关于静电场的等势面，下列说法正确的是： （ ）a两个电势不同的等势面可能相交b电场线与等势面处处相互垂直c同一等势面上各点电场强度一定相等d将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】b【方法技巧】电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；等势面与电场线垂直，沿着等势面移动点电荷，电场力不做功，等势面越密，电场强度越大，等势面越疏，电场强度越小。5【2015上海8】两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示，p、q为电场中两点，则： （ ）a正电荷由p静止释放能运动到qb正电荷在p的加速度小于在q的加速度c负电荷在p的电势能高于在q的电势能d负电荷从p移动到q，其间必有一点电势能为零【答案】d【解析】 正电荷在p点静止释放时，会沿电场线切线方向运动，所以不能运动到q点，故a错误；p点的电场线密集，所以电场力，加速度也大，故b错误；因为顺着电场线方向电势逐渐降低，所以负电荷在p的电势低于在q的电势能，故c错误；如果取无穷远处的