电势差、电势能、电势差与电场强度的关系练习题.pdf

电势差 电势能 电势差与电场强度的关系练习题 1 电势差 电势能 电势差与电场强度的关系练习题一电势差 电势能 电势差与电场强度的关系练习题一 1 在电场中 A B 两点的电势差 UAB 0 那么将一负电荷从 A 移到 B 的过程中 A 电场力做正功 电势能增加 B 电场力做负功 电势能增加 C 电场力做正功 电势能减少 D 电场力做负功 电势能减少 2 下列说法中正确的是 A 电场线密集处场强大 电势高 B 沿电场线方向场强减小 电势降低 C 在电势高处电荷具有的电势能也大 D 场强为零处 电势不一定为零 3 如图所示 L1 L2 L3为等势面 两相邻等势面间电势差相同 取 L2的电势为零 有一负电荷在 L1处动能为 30J 运动到 L3处动能为 10J 则电荷的电势能为 4J 时 它的动能是 不计重力和空气阻力 A 6J B 4J C 16J D 14J 4 在点电荷 Q 的电场中 一个 粒子 He 4 2 通过时的轨迹如图实线所示 a b 为两个等势面 则下列判断中正确的是 A Q 可能为正电荷 也可能为负电荷 B 运动中 粒子总是克服电场力做功 C 粒子经过两等势面的动能 Eka Ekb D 粒子在两等势面上的电势能 Epa Epb 5 如图所示 在沿 x 轴正方向的匀强电场 E 中 有一动点 A 以 O 为圆心 以 r 为半径逆时针转动 为 OA 与 x 轴正方向间的夹角 则 O A 两点问电势差为 A UOA Er B UOA Ersin C UOA Ercos D rcos E UOA 6 如图所示 a b c 是一条电场线上的三个点 电场线的方向由 a 到 c a b 间的距离等于 b c 间的距离 用 Ua Ub Uc和 Ea Eb Ec分别表示 a b c 三点的电势和电场强度 可以断定 A Ua Ub Uc B Ea Eb Ec C Uc Ub Ub Uc D Ea Eb Ec 7 关于电场中的等势面 下列说法中止确的有 A 等势面不一定跟电场线垂直 B 沿电场线电势一定升高 C 在同一等势面上两点间移动电荷电场力做功为零 D 处于静电平衡状态的导体是等势体 表面是一个等势面 8 如图所示 仅在电场力作用下 一带电粒子沿图中虚线从 A 运动到 B 则 A 电场力做正功 B 动能增加 C 电势能增加 D 加速度增大 9 关于电势差与场强的关系 下列说法中正确的是 A U Ed 关系式适用于任何电场 B 在匀强电场中 两点间的电势差正比于两点间的距离 C U Ed 公式中的 d 是指两点所在等势面间的距离 D V m 和 N C 两单位相等 10 如图所示 a b c d 是某电场中的四个等势面 它们是互相平行的平面 并且间距相等 下列判断中正确的是 A 该电场不一定是匀强电场 B 这四个等势面的电势一定满足 Ua Ub Ub Uc Uc Ud C 如果 ua Ub 则电场强度 Ea Eb D 如果 Ua Ub 则电场方向垂直于等势面由 b 指向 a 11 若带正电荷的小球只受到电场力的作用 则它在任意一段时间内 A 一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B 一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C 不一定沿电场线运动 但一定由高电势处向低电势处运动 D 不一定沿电场线运动 也不一定由高电势处向低电势处运动 12 如图所示 虚线 a b 和 c 是某静电场中的三个等势而 它们的电势分别为 Ua Ub和 Uc Ua Ub Uc 一带正电 的粒子射入电场中 其运动轨迹如实线 KLMN 所示 由图可知 A 粒子从 K 到 L 的过程中 电场力做负功 B 粒子从 L 到 M 的过程中 电场力做负功 C 粒子从 K 到 L 的过程中 静电势能增加 D 粒子从 L 到 M 的过程中 动能减少 电势差 电势能 电势差与电场强度的关系练习题 2 13 将一电量为 l 6 10 8C 的负电荷在电场中从 A 点移动到 B 点 克服电场力做功为 6 4 10 6J 则 AB 两点间电势差为 V 14 如图所示是一匀强电场的等势面 每两个相邻等势面相距 2cm 由此可确定电场强度大小是 N C 15 如图所示电路中 电源两端电压 U 10V A B 两板间距离为 2cm C 点离 A 板 5mm D 点离 B 板 4mm 则 EC V m ED V m UC V UD V 16 如图所示 在场强为 E 的匀强电场中有相距为 L 的 A B 两点 连线 AB 与电场线的夹角为 将一电量为 q 的正电荷从 A 点 移到 B 点 若沿直线 AB 移动该电荷 电场力做的功 W1 若沿路径 ACB 移动该电荷 电场力做的功 W2 若 沿曲线 ADB 移动该电荷 电场力做的功 W3 由此可知 电荷在电场中移动时 电场力做功的特点是 17 将 5 C的 正 电 荷 从 电 场 中 的 A点 移 到 B点 电 场 力 做 正 功 2 4 J 1 A B两点的电势差多大 哪一点的电势较高 2 将一带电量为 5 5 C 的电荷从 A 点移到 B 点 电场力做多少功 是正功还是负功 18 如图所示 a b 和 c 表示点电荷的电场中的三个等势面 它们的电势分别为 U 2U 3 和 U 4 一带电粒子从等势面 a 上某处由 静止释放后 仅受电场力作用而运动 已知它经过等势面 b 时的速率为 v 则它经过等势面 c 时的速率为多少 19 如图所示 A B C 为一等边三角形的三个顶点 某匀强电场的电场线平行于该三角形平面 现将电荷量为 10 8C 的正点电荷 从 A 点移到 B 点 电场力做功为 3 l0 6J 将另一电倚量为 10 8C 的负点电荷从 A 点移到 C 点 克服电场力做功 3 10 6J 1 求电场线的方向及 UAB UAC UBC的值 2 若 AB 边长为32cm 求电场强度 20 如图所示 在范围很大的水平向右的匀强电场中 一个电荷量为 q 的油滴 从 A 点以速度 v 竖直向上射人电场 已知油滴质量 为 m 重力加速度为 g 当油滴到达运动轨迹的最高点时 测得它的速度大小恰为 v 2 问 1 电场强度 E 为多大 2 A 点至最高点的电势差为多少 21 如图所示 P Q 是两个电量相等的正的点电荷 它们连线的中点是 O A B 是中垂线上的两点 OBOA EB A BB EA EB A B C EA BD EA EB AW3B W1 W3 C W1 W3D W2 0 8 如图所示 有一匀强电场 但方向未知 匀强电场中有 A B 两点 电荷量为 1 10 2 C 的正电荷只受电场力作用 该电荷由 A 点 移动到 B 点 动能损失了 0 1 J 若规定 A 点的电势为 10 V 则 A B 点电势为零 B 电场线方向向左 C 电荷运动的轨迹可能是图中曲线 D 电荷运动的轨迹可能是图中曲线 9 如图所示是一簇未标明方向 由点电荷产生的电场线 虚线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹 a b 是轨迹上的两点 如带电粒子在运动中只受电场力作用 根据此图可作出的正确判断是 A 带电粒子所带电荷的正负B 带电粒子在 a b 两点的受力方向 C 带电粒子在 a b 两点速度的大小关系D 带电粒子在 a b 两点电势能的大小关系 10 某电场的电场线和等势线如图所示 图中实线是电场线 虚线是等势线 过 a b 两点的等势线的电 势分别为 a 5 V b 2 V 那么 a b 连线的中点 c 的电势为 A 等于 3 5 V B 大于 3 5 V C 小于 3 5 V D 等于 1 5 V 11 在研究微观粒子时常用电子伏特 eV 作能量的单位 1 eV 等于一个电子经过 1 V 的电压加速后所增加的动能 那么 1 eV J 12 空气是不导电的 但是如果空气中的电场很强 使得气体分子中带正 负电荷的微粒所受的相反的静电力很大 以至于分子破裂 于是空气中出现了可以移动的电荷 空气变成了导体 这个现象叫做空气的 击穿 已知空气的击穿场强为 3 10 6 V m 如果观察 到某次闪电的火花长约 100 m 发生此次闪电的电势差约为 13 在电场中将 q 1 10 10 C 的正电荷从 A 点移到 B 点 电势能减少了 1 10 8 J 则 UAB 若是在 A B 间移动的是负电荷 则负电荷的电势能 填 增加 或 减少 UAB 15 如图所示的是匀强电场中的一簇等势面 若 A B C D 相邻两点间的距离 d 2 cm 则该电场的场强 是 V m 到 A 点距离是 1 5 cm 的 P 点电势为 V 16 一带负电的粒子 q 2 0 10 9 C 在静电场中由 A 点运动到 B 点 在这一过程中 除电场力外其他力做功为 6 0 10 5 J 粒子的 动能增加了 8 0 10 5 J 取 A 点为零势能点 求 B 点的电势 B 电势差 电势能 电势差与电场强度的关系练习题 6 17 如图所示 匀强电场的场强 E 1 2 10 2 N C 方向水平向右 一正点电荷 q 4 10 8 C 它沿半径 R 0 2 m 的圆周从 A 点运动到 B 点 已知 AOB 90 求 1 此过程电场力做的功 2 A B 两点的电势差 18 如图所示 在匀强电场中分布着 A B C 三点 且 BC 0 2 m 当把一个电荷量 q 10 5C 的正电荷从 A 点沿直线 AB 运动到 B 点时电 场力做功为零 从 B 点移动到 C 点时 电场力做功为 1 73 10 3 J 求电场的大小 方向 19 质量为 m 电荷量为 q 的质点 在静电力作用下以恒定速率 v 绕场源电荷做圆周运动 当质点沿圆弧从 A 点运动到 B 点时 其速 度方向改变的角度为 弧度 AB 弧长为 s 则 A B 两点间的电势差 UAB是多少 弧 AB 中点的电场强度 E 是多大 电势差 电势能 电势差与电场强度的关系练习题 7 参考答案一 1B 2D 3C 4C 5C 6A 7CD 8CD 9CD 10BD 11D 12AC 13 400 14 100 15 500 500 7 5 2 16 qELcos qELcos qELcos 跟路径无关 只跟始末位置有关 17 5V 2 5 10 4J 18 1 5v 19 1 方向为由 A 指向 BC 连线的垂线 300V 300V 0 2 104V m 20 1 2q mg 2 8q mv2 21 答案 B22 答案 B23 答案 C24 答案 B25 答案 A26 答案 927 答案 BC 28 答案 BD29 答案 m qEr 6qE30 答案 30 31 答案 减少了 6 8 10 2J 32 答案 1 C 2 D 3 2 C L kQq 2 3 g 2 1 a gL3vv 2 C 参考答案二 参考答案二 1 1 答案 答案 BD 解析 解析 电场中某两点电势差的大小由电场强度和这两点间的位置决定 与电场力做功及移动电荷的电荷量无关 A 错 根据 W qU 知 B 对 电势差和电场力做的功都是标量 C 错 在匀强电场中 与电场线垂直的线是等势线 故电势差为零 D 对 2 2 答案 答案 BCD 解析 解析 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功 是因为电场力方向与等势面垂直 而不是不受电场力作用 A 错 根据等势面和电场线的关系可知 B C D 正确 3 3 答案 答案 D 解析 解析 根据沿电场线方向各点电势越来越低 故 AEB 只有 D 正确 4 4 答案答案 B 解析解析 在匀强电场中 沿场强方向的某两点之间的电势差等于场强 E 与这两点间距离 d 的乘积 或场强 E 等于沿场强方 向的单位距离上的电势差 即 U Ed 或 E d U 应特别注意 d 是这两点沿场强方向的距离 故 A 错 B 对 电势降落的方向不一定就 是场强方向 C 错 D 选项中的距离 不一定是沿场强方向的距离 故不能由电势差的大小来判断两个电场的场强的大小 D 错 5 5 答案答案 D 解析解析 根据 W qU 知 从 a 点移到 b 点电场力做的功为零 说明 a b 两点的电势差为零 即 a b 两点的电势一定相等 只有 D 正确 6 6 答案答案 D 解析解析 电场强度 E d U 3 105 5000 V m 1 0 10 6 V m 1 0 10 6 N C 电场对负氧离子的电场力 F qE 2 1 60 10 19 1 0 10 6 N 3 2 10 13 N 故 D 正确 7 7 答案 答案 CD 解析 解析 因为圆弧 AC 是等势线 所以 A C UAC 0 UAB UCB 根据电场力做功的公式 W qU 知 W2 0 W1 W3 C D 正确 8 8 答案 答案 ABC 解析 解析 因为正电荷由 A 点移动到 B 点 动能损失了 0 1 J 表明电场力做的是负功 即 W 0 1 J 电场力方向向左 所以可判得电场线方向也向左 B 对 A B 两点的电势差 UAB A B 2 101 1 0 q W V 10 V B A UAB 10 V 10 V 0 A 对 电势差 电势能 电势差与电场强度的关系练习题 8 由曲线运动的条件知电荷运动的轨迹是图中曲线 C 对 9 9 答案答案 BCD 解析解析 无论带电粒子是从 a 点进入电场 还是从 b 点进入电场 根据轨迹都可以判断出粒子受的电场力向左 但因不 知电场线方向 故不能判断带电粒子所带电荷的正负 A 错 B 对 若粒子从 a 点进入电场 则电场力做负功 粒子动能减少 电势 能增加 故可判断出粒子在 a 点的动能大于在 b 点的动能 在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能 若粒子从 b 点进入电场 则电场 力做正功 粒子动能增加 电势能减少 故也可判断出粒子在 a 点的动能大于在 b 点的动能 在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能 可见 无论带电粒子是从 a 点进入电场 还是从 b 点进入电场 粒子在 a 点的动能都大于在 b 点的动能 在 a 点的电势能都小于在 b 点的电势能 故 C D 正确 10 10 答案 答案 C 解析 解析 如果图中电场是匀强电场 则 Uac Ucb 2 ab U 1 5 V 但是图中电场是非匀强电场 沿 ab 方向 场强越来越小 所 以 Uac Ucb 故 c 点电势 c a 1 5 V 即 c 3 5 V 11 11 答案 答案 1 60 10 19解析 解析 1 eV qU 1 60 10 19 1 J 1 60 10 19 J 12 12 答案 答案 3 10 8 V 解析 解析 闪电的电势差 U Ed 3 10 6 100 V 3 108 V 13 13 答案 答案 100 V增加100 V 解析 解析 电荷的电势能减少 动能增加 说明电场力做的是正功 即 W E 1 10 8 J 故 UAB 10 8 101 101 q W 100 V 若是在 A B 间移动的是负电荷 则负电荷的电势能将增加 UAB仍然等于 100 V 14 14 答案答案 9 解析解析 在匀强电场中 有一个推论 即在匀强电场中相互平行的两条线段之比等于这两条线段两端的电势差之比 所以 CB DA BC AD 1 故 D C B A 3 3 15 V 9 V 15 15 答案 答案 577 4 2 5 解析 解析 A B 两点沿场强方向的距离 d ABsin60 0 02 100 3 2 3 mm 所以 E 100 3 10 d UBA V m 577 4 V m UPB EPBsin60 577 4 0 005 2 3 V 2 5 V即 P B 2 5 V P 2 5 V 16 16 答案 答案 1 10 4 V 解析 解析 对粒子由 A 点运动到 B 点的过程用动能