【创新设计】（浙江专用）高中物理 15 电势能和电势题组训练 新人教版选修31.doc

第5讲电势能和电势(时间：60分钟)题组一电场力做功的特点及与电势能变化的关系1(多选)下列关于电势高低的判断，正确的是()a负电荷从a移到b时，外力做正功，a点的电势一定较高b负电荷从a移到b时，电势能增加，a点的电势一定较低c正电荷从a移到b时，电势能增加，a点的电势一定较低d正电荷只在电场力作用下从静止开始，由a移到b，a点的电势一定较高答案cd解析根据电场力做功和电势能变化的关系，不管是正电荷还是负电荷，只要电场力做正功电势能就减少；只要电场力做负功电势能就增加正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同，正电荷在电势高处具有的电势能大；负电荷在电势低处具有的电势能大，可以确定选项c、d正确2(多选)下列说法正确的是()a电荷从电场中的a点运动到了b点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同b电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则电场力做功为零c正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功d电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案bc解析电场力做功和电荷运动路径无关，所以选项a错误；电场力做功只和电荷的初、末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，电场力做功为零，b正确；正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，c正确；电荷在电场中虽然有电场力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律，d错3(多选)如图157所示，两个等量的正点电荷分别置于p、q两位置，在p、q连线的垂直平分线上有m、n两点，另有一试探电荷q，则()图157a若q是正电荷，q在n点的电势能比在m点的电势能大b若q是负电荷，q在m点的电势能比在n点的电势能大c无论q是正电荷，还是负电荷，q在m、n两点的电势能都一样大d无论q是正电荷还是负电荷，q在m点的电势能都比在n点的电势能小答案ab解析由两个等量的正点电荷周围的电场线的分布情况可知，两点电荷连线的中垂线上的电场方向是：由连线的中点沿中垂线指向无穷远处正电荷从n点移到m点，静电力做正功，电势能减小；负电荷从n点移到m点，静电力做负功，电势能增大故选a、b.题组二电势能和电势的计算4将一正电荷从无穷远处移至电场中m点，电场力做功为6.0109 j，若将一个等量的负电荷从电场中n点移向无穷远处，电场力做功为7.0109 j，则m、n两点的电势m、n有如下关系()amn0 bnm0cnm0 dmn0答案c解析取无穷远处电势0.对正电荷：wm0epmqm，m；对负电荷：wnepn0qn，n；所以nm0，选项c正确5如图158所示，把电荷量为5109 c的电荷，从电场中的a点移到b点，其电势能_(选填“增大”“减小”或“不变”)；若a点的电势a15 v，b点的电势b10 v，则此过程中电场力做的功为_图158答案增大2.5108 j解析电荷由a点移到b点，电场力做负功，故电势能增大由电场力做功与电势能变化的关系知，电场力做的功为wabepaepbqaqbq(ab)(5109)(1510) j2.5108 j.6将一个电荷量为2108 c的点电荷，从零电势点s移到m点要克服静电力做功4108 j，则m点电势能epm_ j，m点电势m_ v若将该电荷从m点移到n点，静电力做功14108 j，则n点电势n_ v.答案410825解析本题可以根据电势差和电势的定义式解决由wsmepsepm得epmepswsm4108 j由epmqm，得m v2 vwmnepmepn，得epnepmwmn10108 j由epnqn得n v5 v题组三由电场线或等势面判断电场强度和电势 7. (2014湖州高二月考)某静电场的电场线分布如图159所示，图中p、q两点的电场强度的大小分别为ep和eq，电势分别为p和q，则()图159aepeq，pqbepeq，pqcepeq，pqdepeq，pq答案a解析根据沿着电场线的方向电势是降落的，可以判断出pq；根据电场线的疏密表示电场的强弱，可以判断出epeq，故选a.8下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度也相等的是()答案d解析匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面，a中a、b两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相等；b中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强大小相等、方向不同；c中a、b两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上场强的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的场强的方向不同；在d中，a、b两点的电势相等，场强的方向是沿连线的，而且方向相同，故本题选d.9(多选)如图1510所示，o为两个等量异种电荷连线的中点，p为连线中垂线上的一点，对o、p两点的比较正确的是()图1510aop，eoepbop，eoepc负电荷在p点的电势能大do、p两点所在直线为等势面答案ad解析等量异种电荷的中垂线是一条等势面，故op，d对，电势能相等，c错；有叠加可知从中点o到无穷远，电场强度越来越小，故eoep，a正确10(多选)如图1511所示，甲是某电场中的一条电场线，a、b是这条电场线上的两点，若将一负电荷从a点自由释放，负电荷沿电场线从a到b运动过程中的速度时间图象如图乙所示，比较a、b两点电势的高低和场强e的大小可得()图1511aab babceaeb deaeb答案bc解析负电荷速度在增加，说明电场力方向由a指向b，场强方向由b指向a，所以ba，b对又知加速度在减小，所以eaeb，c对题组四电场线、等势面和轨迹综合应用11(多选)如图1512所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负的试探电荷在这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是()图1512a电荷从a到b加速度减小b电荷从a到b动能减小c电荷从a到b电势能减小d电荷从a到b电势能增加答案abd解析由电场线的疏密程度可知，eaeb，再由a知，a项正确；电场力的方向指向曲线的内侧，即沿电场线指向左，粒子从a运动到b处，电场力做负功，动能减小，电势能增大，所以b、d项正确，c项错误. 12(多选)如图1513所示，mn是点电荷产生的电场中的一条电场线一个带电粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示下列结论中正确的是()图1513a带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小b电场线的方向由n指向mc带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能d带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度答案cd解析由带电粒子运动的轨迹可以看出其受力方向指向凹侧，则电场力做正功，带电粒子的动能增加，电势能减小，a错误、c正确；由于不知带电粒子的电性，无法判断电场线方向，b错误；由于带电粒子从a到b的过程中弯曲的幅度越来越大，说明受到的电场力越来越大，故加速度越来越大，d正确13(多选)一带电粒子射入一固定在o点的点电荷的电场中，粒子运动轨迹如图1514中虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断()图1514a此粒子一直受到静电排斥力作用b粒子在a点和c点的速度大小一定相等c粒子在b点的动能一定大于在a点的动能d粒子在b点的电势能一定大于在c点的电势能答案abd解析如题图所示，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用故a正确a、c两点处于同一等势面上，从a到c，电场力做功为零，则a、c两点动能相等，速度相等，故b正确从a到b过程中，电场力做负功，可知电势能增大，动能减小，粒子在b点的动能一定小于在a点的动能故c错误从b到c过程中，电场力做正功，可知电势能减小，粒子在b点的电势能一定大于在c点的电势能，故d正确14一个带电粒子在匀强电场中运动的轨迹如图1515中曲线ab所示，平行的虚线a、b、c、d表示该电场中的四个等势面不计粒子重力，下列说法中正确的是()图1515a该粒子一定带正电b四个等势