高中物理 第1章 4电势能和电势课时作业（含解析）新人教版选修31.doc

课时作业(四)电势能和电势全员参与基础练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【解析】根据电场力做功和电势能变化的关系，不管是正电荷做功还是负电荷做功，只要做正功电势能就减少；只要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多；负电荷在电势低处具有的电势能多所以c、d正确【答案】cd2(多选)如图1411所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是()图1411aa、b为异种电荷ba、b为同种电荷ca点场强大于b点场强 da点电势高于b点电势【解析】本题考查点电荷的电场线特点电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或者无穷远，所以a应为正电荷b为负电荷，故a选项正确电场线越密集，场强越大，故c选项错误沿电场线方向电势逐渐降低，故d选项正确【答案】ad3(多选)一带电粒子沿着图1412中曲线jk穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的电势面，其中abcd，若不计粒子受的重力，可以确定()图1412a该粒子带正电b该粒子带负电c从j到k粒子的电势能增加d粒子从j到k运动过程中的动能与电势能之和不变【解析】此题已知电场中的一簇等势面，并且知道各等势面电势的高低，可知电场线与等势面垂直，且指向左由粒子运动的轨迹知，粒子所受电场力的方向与电场线方向相反，所以粒子带负电，a错，b正确；粒子从j到k运动过程中，电场力做正功，所以电势能减小，c错；只有电场力做功，动能与电势能之和保持不变，d对【答案】bd4(多选)如图1413所示，固定在q点的正点电荷的电场中有m、n两点，已知mqnq.下列叙述正确的是()图1413a若把一正的点电荷从m点沿直线移到n点，则静电力对该电荷做功，电势能减少b若把一正的点电荷从m点沿直线移到n点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加c若把一负的点电荷从m点沿直线移到n点，则静电力对该电荷做功，电势能减少d若把一负的点电荷从m点沿直线移到n点，再从n点沿不同路径移回到m点，则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变【解析】由点电荷产生的电场的特点可知，m点的电势高，n点的电势低，所以正电荷从m点到n点，静电力做正功，电势能减小，故a对，b错；负电荷由m点到n点，克服静电力做功，电势能增加，故c错；静电力做功与路径无关，负点电荷又回到m点，则整个过程中静电力不做功，电势能不变，故d对【答案】ad5关于等势面的说法，正确的是()a电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功b在同一个等势面上各点的场强大小相等c两个不等电势的等势面可能相交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【解析】等势面由电势相等的点组成，等势面附近的电场线跟等势面垂直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并不是不受电场力的作用，a错等势面上各点场强大小不一定相等，等势面不可能相交，b、c错等差等势面的疏密反映场强的大小，d对【答案】d6(2015福州高二检测)如图1414所示，在点电荷q形成的电场中，已知a、b，两点在同一等势面上，c、d两点在另一等势面上甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为accb和adb曲线，已知乙粒子带正电那么下列判断正确的是()图1414a甲粒子在b点的电势能比在c点小b乙粒子在d点速度最大ca、b两点电场强度相同dd点电势比b点电势高【解析】根据乙粒子的运动轨迹及乙粒子带正电的条件，可知点电荷q带正电，而甲粒子带负电，甲粒子从b向c运动过程中，电场力做正功，甲粒子的电势能减小，因此，epbepc，选项a错误；对于乙粒子，若从b向d运动，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，则epbepd，故bekd，则vbvd，选项b错误；根据正点电荷电场的特点可知，a、b两点电场强度的大小相等，但方向不同，选项c错误【答案】d7在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则()ab点的电场强度一定比a点大b电场线方向一定从b指向acb点的电势一定比a点高d该电荷的动能一定减小【解析】电场力做负功，该电荷电势能增加正电荷在电势高处电势能较大，c正确电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负由动能定理可知，动能不一定减小，d错电势高低与场强大小无必然联系，a错b点电势高于a点，但a、b可能不在同一条电场线上，b错【答案】c8如图1415所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，m、n为板间同一电场线上的两点，一带电粒子(不计重力)以速度vm经过m点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vn折回n点，则()图1415a粒子受电场力的方向一定由m指向nb粒子在m点的速度一定比在n点的大c粒子在m点的电势能一定比在n点的大d电场中m点的电势一定高于n点的电势【解析】由题意可知m、n在同一电场线上，带电粒子从m点运动到n点的过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故选项a、c错误，b正确；由于题中未说明带电粒子及两极板的电性，故无法判断m、n两点的电势高低，选项d错误【答案】b超越自我提升练9如图1416所示，p、q是等量的正点电荷，o是它们连线的中点，a、b是中垂线上的两点，oaob，用ea、eb和a、b分别表示a、b两点的电场强度和电势，则()图1416aea一定大于eb，a一定大于bbea不一定大于eb，a一定大于bcea一定大于eb，a不一定大于bdea不一定大于eb，a不一定大于b【解析】p、q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电场强度是矢量，p、q两点电荷在o点的合场强为零，在无限远处的合场强也为零，从o点沿pq垂直平分线向远处移动，场强先增大，后减小，所以ea不一定大于eb.电势是标量，由等量同号电荷的电场线分布图可知，从o点向远处，电势是一直降低的，故a一定大于b.【答案】b10(多选)如图1417所示，光滑绝缘细杆ab，水平放置于被固定的带负电荷的小球的正上方，小球的电荷量为q，可视为点电荷a、b是水平细杆上的两点，且在以带负电小球为圆心的同一竖直圆周上一个质量为m、电荷量为q的带正电的小圆环(可视为质点)套在细杆上，由a点静止释放，在小圆环由a点运动到b点的过程中，下列说法中正确的是()图1417a小圆环所受库仑力的大小先增大后减小b小圆环的加速度先增大后减小c小圆环的动能先增加后减少d小圆环与负电荷组成的系统电势能先增加后减少【解析】库仑力的大小先增大后减小，选项a正确；由于小圆环运动到小球正上方时，加速度为零，选项b错；由动能定理，电场力先做正功后做负功，因而动能先增加后减少，电势能先减少后增加，选项c正确；d错误【答案】ac11一匀强电场，场强方向是水平的(如图1418所示)一个质量为m的带正电的小球，从o点出发，初速度的大小为v0，在静电力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成角的直线运动求小球运动到最高点时其电势能与在o点的电势能之差图1418【解析】设小球的电荷量为q，因小球做直线运动，则它受到的静电力eq和重力mg的合力必沿初速度方向，如右图所示有mgeqtan 由此可知，小球做匀减速直线运动的加速度大小为a设从o点到最高点的路程为s，有v2as运动的水平距离为lscos 由上面公式可得静电力做功weqlmvcos2 电势能之差epwmvcos2 【答案】mvcos2 12如图1419所示，在场强e104 n/c的水平匀强电场中，有一根长l15 cm的细线，一端固定在o点，另一端系一个质量m3 g、电荷量q2106 c的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s2.求：图1419(1)小球到达最低点b的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取a点电势为零，小球在b点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到b点时速度为多大？绳子张力