高考物理一轮复习 专题31 电势能、电势、电势差（测）（含解析）.doc

专题31 电势能、电势、电势差【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1下列关于场强和电势的叙述正确的是： （ ）a、在匀强电场中，场强处处相同，电势也处处相等b、在正点电荷形成的电场中，离点电荷越远，电势越高，场强越小c、若取无限远处电势为零，等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线中点的电势为零，场强不为零d、在任何电场中，场强越大的地方，电势也越高【答案】c【名师点睛】电场线越密的地方场强越强，越疏的地方，场强越弱电荷在等势面上移动，受电场力，但是电场力不做功等势面与电场线垂直；解决本题的关键知道等量同种电荷和等量异种电荷周围电场线的特点，根据电场线疏密比较场强的强弱，根据电场线方向确定电势的高低。2静电在日常生活和生产中有着重要的作用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理是：让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子a，b，c，从p点向下射入由正、负电极产生的电场中，他们的运动轨迹如图所示。下列说法正确的是： （ ）aa带负电荷，b带正电荷，c不带电荷ba带正电荷，b不带电荷，c带负电荷ca带负电荷，b不带电荷，c带正电荷da带正电荷，b带负电荷，c不带电荷【答案】b【解析】向负电荷的一侧偏转，说明电荷与负电荷相互吸引，所以电荷带正电，在运动的过程中不偏转，所以不带电，向正电荷的一侧偏转，说明与正电荷之间为相互吸引，即带负电荷，故b正确，a、c、d错误。【名师点睛】同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，根据电荷之间的相互作用力间的关系，可以判断电荷的性质；本题考查的就是电荷的基本性质，根据同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引来分析即可。3如图所示的某电场的一条电场线，a、b是这直线上的两点一电子以速度v经过b点向a点运动,经过一段时间后,电子以速度va经过a点,且va与vb方向相反,则： （ ）aa点的场强一定大于b点的场强 ba点的电势一定高于b点的电势c电子在a点的动能一定小于它在b点的动能 d电子在a点的电势能一定小于它在b点的电势能【答案】c 4如图所示的四种电场中，分别标记有、两点。图中、两点的电势相等、且电场强度相同的是： （ ）a甲图：与点电荷等距的、两点b乙图：两平行板间电场中的、两点c丙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的、两点d丁图：点电荷与带电平板形成的电场，平板上表面与点电荷距离不相等的、两点【答案】c 5图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子： （ ） a带负电b在c点受力最大c在b点的电势能小于在c点的电势能d由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化【答案】d【解析】由粒子的运动轨迹可知，粒子带正电，选项a错误；粒子离正电荷的距离越小，则所受的电场力越大，故a、b、c三点中，a点受力最大，选项b错误；由b到c电场力做正功，电势能减小，故在b点的电势能大于在c点的电势能，选项c错误；因ab的电势差大于bc间的电势差，故由动能定理可知，由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化，选项d正确；故选d.【名师点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题；要能够根据粒子的运动轨迹来判断粒子的受力，从而决定粒子的电性；电场力做正功电势能减小，动能变大；距离正电荷越近，则相同距离的电势差越大；此题是中等题.6如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中的m点以相同的速度垂直于电场线方向飞出a、b两带电粒子，运动轨迹如图虚线所示则： （ ）aa一定带正电，b一定带负电ba的速度将减小，b的速度将增加大ca的加速度将减小，b的加速度将增大d两个粒子的动能一个增大一个减小【答案】c【名师点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题；能根据轨迹来确定电场力的方向，（电场力的方向指向轨迹的凹向）；电场力做正功，电势能减小，动能增加；电场线密集的地方场强较大，这些都是最基础的知识应该熟练掌握. 7a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在平面平行已知a点的电势为20 v，b点的电势为24 v，d点的电势为4 v，如图由此可知c点的电势为： （ ）a4 v b8 v c12 v d24 v【答案】b【解析】根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd五等分，如图所示，则ube=ubd=（24-4）=4v，故ube=b-e=4v，故f-d=4v，故e=24-4=20vf=8v故a=e，连接cf，则cfae，故c点的电势c=f=8v故b正确故选b。【名师点睛】在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布以上两点是解决此类题目的金钥匙。8如图，在点电荷q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于a、b两点，虚线为等势线。取无穷远处为零势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是： （ ）aa点电势高于b点电势ba、b两点的电场强度相等cq1的电荷量小于q2的电荷量dq1在a点的电势能小于q2在b点的电势能【答案】c【名师点睛】本题考查了电场线、电场强度、电场力做功与电势差的关系等；根据电场力做功与电势能变化的关系分析电势能的大小，根据公式分析场强的大小等等，都是常用的思路；此题是基础题，考查基本规律的应用. 9空间中p、q两点处各固定一个点电荷，其中p点处为正电荷，p、q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则： （ ）ap、q两点处的电荷等量异种 ba点和b点的电场强度相同cc点的电势低于d点的电势 d负电荷从a到c，电势能减少【答案】ad【解析】 a、根据电场的图象可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，故a正确；b、等量异种电荷的电场，它具有对称性（上下、左右），a点和b点的电场强度大小相等，而方向不同故b错误；c、c点离p点（正电荷）的距离更近，所以c点的电势较高故c错误；d、该电场中，一般选取无穷远处电势为0，那么正电荷的区域电势为正，负电荷的区域电势为负负电荷从a到c，从负电荷的区域到了正电荷的区域，电势升高，电场力做正功，电势能减小故d正确故选ad.10如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线，三条等势线的电势值分别为8v、5v、2v。一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从点运动到b 点，则下列判断正确的是： （ ）a粒子一定带正电b粒子在点的动能大于点的动能c粒子在点的加速度小于点的加速度d粒子由点运动到点的过程中电场力做正功【答案】cd 11如甲图所示，两个带等量正电荷的小球a、b（可视为点电荷），被固定在光滑绝缘的水平面上，p、n是小球a、b连线的中垂线上两点，且po=on。现将一个电量很小的负电小球c（可视为质点），由p点静止释放并向n点运动的过程中，下列关于小球c的图象，可能正确是： （ ）【答案】ab 12如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过m点，再经过n点，可以判定： （ ）a、m点的电势大于n点的电势b、m点的电势小于n点的电势c、粒子在m点受到的电场力大于在n点受到的电场力d、粒子在m点受到的电场力小于在n点受到的电场力【答案】ad【解析】根据顺着电场线方向电势降低可知，m点的电势高于n点的电势，故a正确，b错误；根据电场线的疏密来判定电场强度的强弱，m点的电场力小于n点，故d正确，c错误。【名师点睛】本题是电场中轨迹问题，关键要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场线的物理意义判断场强、电势等的大小。二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分）如图所示，在正的点电荷q的电场中有a、b两点，它们到点电荷q的距离r1 、r2 。（l）a、b 两点哪点电势高？（2）若a、b两点间的电势差为100v，将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做正功还是电荷克服电场力做功？做功多少？【答案】（1）a点的电势较高；（2）克服电场力做功 【名师点睛】解决本题的关键知道沿着电场线的方向电势逐渐降低以及掌握电场力做功的方法，一、直接运用计算，将q的正负，电势差的正负代入计算；二、先判断出电场力做正功还是负功，然后运用,求出做功的大小，只代数值。14（10分）如图a、b、c、d为一匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，其中，电场线与矩形所在平面平行。已知将的正电荷从a点移到b点，电场力做功；将这个电荷从b移到c点电势能增加了，设a点电势为零。求：（1）b点和c点的电势 （2）匀强电场的电场强度大小和方向【答案】（1）-4v；12v （2）由c指向b ；200v/m 15（15分）如图所示，匀强电场的电场线与ac平行，把带电荷量的负电荷从a移至b的过程中，电场力做功，ab长6cm，ab与ac的夹角为，求：（1）场强方向；（2）设b处电势为1v，则a处电势为多少；（3）a处的场强大小。【答案】（1）由c指向a；（2）；（3）。【解析】（1）将负电荷从a移至b，电场力做正功，所以电荷所受电场力方向沿a至c，又因为是负电荷，场强方向与负电荷的受力方向相反，所以场强方向由c指向a。（2）由得：由得：a处电势（3）由b向ac作垂线交ac于d，d与b在同一等势面上沿场强方向a、b两点间距离匀强电场的场强大小16（15分）如图所示，固定于同一条竖直线上的点电荷a、b相距为2d，电量分别为q和q.mn是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电量为q(可视为点电荷，q远小q)，现将小球p从与点电荷a等高的c处由静止开始释放，小球p向下运动到距c点距离为d的o点时，速度为v.已知mn与ab之间的距离也为d，静电