高考物理一轮复习知能演练 6.2 电势差 电势 电势能 沪科版.doc

2013届高考物理一轮复习知能演练 6.2 电势差 电势 电势能 沪科版1. (2010高考全国卷)关于静电场, 下列结论普遍成立的是()a. 电场强度大的地方电势高, 电场强度小的地方电势低b. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关c. 在正电荷或负电荷产生的静电场中, 场强方向都指向电势降低最快的方向d. 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点, 电场力做功为零解析: 选c.在静电场中, 电势沿着电场线逐渐降低, 场强方向是电势降低最快的方向, 场强的大小与电场线分布疏密有关, 故a项错误, c项正确. 电场中两点间的电势差既与场强有关又与距离有关, b项错误. 场强为零的一点到场强为零的另一点间的电势差不一定为零, 故电场力做功不一定为零. 比如, 在两个等量同种点电荷形成的电场中, 电场的中心点与边缘点之间. 2.图626(2011高考上海单科卷)电场线分布如图626所示, 电场中a, b两点的电场强度大小分别为ea和eb, 电势分别为a和b, 则()a. eaeb, abb. eaeb, abc. eaeb, ab d. eaeb, ab解析: 选c.电场线的疏密表示电场强度的大小, 得eaeb, 所以a、b错误. 沿着电场线方向电势降低, 所以c正确, d错误. 3.图627如图627所示, xoy平面内有一匀强电场, 场强为e, 方向未知, 电场线跟x轴的负方向夹角为, 电子在坐标平面xoy内, 从原点o以大小为v0沿x正方向的初速度射入电场, 最后打在y轴上的m点. 电子的质量为m, 电荷量为e, 重力不计. 则()a. o点电势高于m点电势b. 运动过程中电子在m点电势能最小c. 运动过程中, 电子的电势能先减少后增加d. 电场对电子先做负功, 后做正功解析: 选b d.由电子的运动轨迹知, 电子受到的电场力方向斜向上, 故电场方向斜向下, m点电势高于o点, a错误, 电子在m点电势能最小, b正确. 运动过程中, 电子先克服电场力做功, 后电场力对电子做正功, 故c错误, d正确. 4.图628如图628所示, 竖直向上的匀强电场中, 绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上, 上面放一质量为m的带正电小球, 小球与弹簧不连接, 施加外力f将小球向下压至某位置静止. 现撤去力f, 小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中, 重力、电场力对小球所做的功分别为w1和w2, 小球离开弹簧时速度为v, 不计空气阻力, 则上述过程中()a. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒b. 小球的重力势能增加w1c. 小球与弹簧组成的系统的机械能增加w1mv2d. 小球的电势能减少w2解析: 选 d.本题考查势能大小和机械能守恒. 由于电场力做正功, 故小球与弹簧组成的系统机械能增加, 机械能不守恒, 故a选项错误; 重力做功是重力势能变化的量度, 由题意知重力做负功, 重力势能增加w1, 故b选项错误; 小球与弹簧组成的系统增加的机械能在数值上等于除重力和弹力外, 外力所做的功即w2, 故c选项错误; 根据电场力做功是电势能变化的量度, 电场力做正功电势能减少, 电场力做负功电势能增加, 故d选项正确. 5.图629如图629所示, 带电荷量为q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的c点, 斜面上有a、b两点, 且a、b和c在同一直线上, a和c相距为l, b为ac中点. 现将一带电小球从a点由静止释放, 当带电小球运动到b点时速度正好又为零. 若该带电小球在a点处的加速度大小为, 求: (1)小球运动到b点时的加速度大小. (2)b和a两点间的电势差(用q和l表示). 解析: (1)物体在a点时mgsin30kmaa物体在b点时kmgsin30mab把aa代入得ab.(2)由(1)过程可得kmg从a到b由动能定理可得mgsin30quab0由以上二式得uab, uba.答案: (1)(2)一、选择题1. (2010高考天津理综卷)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()a. b点的电场强度一定比a点大b. 电场线方向一定从b指向ac. b点的电势一定比a点高d. 该电荷的动能一定减小解析: 选c.在静电场中, 正电荷从a点移到b点, 电场力做负功, 是从低电势移到高电势处, 电势能增加, 但不知道是否有其他力做功, 故无法判断动能的变化, ad错误, c正确; 但电场线方向不一定从b点指向a点, b错误. 2.图6210(2012安徽省示范高中皖北协作区高三联考)如图6210所示, 在两点电荷q1和q2的连线上有a、b、c三点, 测得b点的场强为零. 现将一个检验电荷q从a点沿此直线经过b点移到c点, 在此过程中检验电荷q的电势能变化情况为()a. 不断增加b. 先增加后减少c. 不断减少 d. 先减少后增加解析: 选 d.从a到b电场力做正功, 电势能减少, 从b到c电场力做负功, 电势能增加, 所以d项正确. 3. (2012延安高三调研)如图6211所示, 实线是一个电场中的电场线, 虚线是一带电粒子在此电场中运动的轨迹, 若带电粒子是从a处运动到b处的, 以下有关a、b两处的比较正确的是()图6211a. 运动到a处的加速度较大b. b处的电势较高c. 带电粒子在b处时电势能较小d. 带电粒子在a处时速度较小解析: 选a.根据电场线越密处场强越强的特点, 粒子在a处的场强较强, 由a知a处的加速度较大, a正确; 由于沿电场线方向电势降低, 则b处的电势较低, b错; 由粒子的运动轨迹知, 粒子所受电场力向右, 所以粒子由a处运动到b处, 电场力做负功, 粒子的电势能增加, 动能减小, 故c、d错. 4.图6212(2012陕西名校高考冲刺卷)如图6212所示, 在一匀强电场区域中, 有a、b、c、d四点恰好位于同一平行四边形的四个顶点, 已知a、b、c三点电势分别为a1 v, b4 v, c0, 则d点电势d大小为()a. 3 v b. 2 vc. 0 d. 1 v解析: 选a.根据uabudc, 即abdc, 可知d3 v, a正确. 5.图6213(2012西安市八校联考)如图6213所示, 在匀强电场中有一半径为r的圆o, 场强方向与圆o所在平面平行, 场强大小为e, 电荷量为q的带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从a点进入圆形区域, 只在电场力作用下运动, 从圆周上不同点离开圆形区域, 其中从c点离开圆形区域的带电微粒的动能最大, 图中o是圆心, ab是圆的直径, ac是与ab成角的弦, 则()a. 匀强电场的方向沿ac方向b. 匀强电场的方向沿co方向c. 从a到c电场力做功为2qercosd. 从a到c电场力做功为2qercos2解析: 选 d.从c点离开的粒子动能最大, 说明从a到c电场力做正功, a电势高于c, 且ac两点间电势差最大, 所以c是圆周上电势最低的点. 匀强电场中的等势线是直线, 圆上没有c的等势点, 也就是过c点的等势线为圆上过c点的切线. 由于电场线与等势线垂直, 由电势高的点指向电势低的点, 所以, 电场方向沿oc方向, a、b错; 电场力做功wqe|ac|cosqe(2rcos)cos2qercos2, c错d对, 本题选 d.6.图6214(2012上海静安高三期末)一带电粒子射入一固定的点电荷q的电场中, 沿如图6214所示的虚线由a点运动到b点. a、b两点到点电荷q的距离分别为ra和rb, 且rarb.若不计重力, 则()a. 带电粒子一定带正电b. 带电粒子所受电场力先做正功后做负功c. 带电粒子在b点的动能大于在a点的动能d. 带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能解析: 选 d.根据轨迹应弯向合力指的那一侧可知电子所受的电场力为斥力, 故粒子与电荷q带同种电荷, 但不能确定正负, a错; 由粒子受斥力和粒子的运动轨迹可知, 电场力先做负功后做正功, b错; 因rarb, 故粒子从a点到b点, 电场力做负功, 动能减小, 电势能增加, 选项c错, d对. 7.图6215(2012盐城、泰州联考)如图6215所示, 虚线a、b、c代表电场中的三个等势面, 相邻等势面之间的电势差相等, 即uabubc, 实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹, p、q是这条轨迹上的两点. 据此可知, 下列说法正确的是()a. 三个等势面中, c的电势最高b. 带电质点通过p点时的电势能较q点大c. 带电质点通过p点时的动能较q点大d. 带电质点通过p点时的加速度较q点大解析: 选abd.等差等势面密集的地方场强大, 稀疏的地方场强小, 由题图知p点的场强大, 则质点通过p点时的加速度大, 故选项d对. 根据电场线与等势面垂直, 定性画出p、q两点的电场线, 假设质点从q向p运动, 根据初速度的方向和轨迹偏转方向可判定质点在q点所受电场力f的方向如图所示, 可以得出等势面c的电势最高, 选项a正确. 由q向p运动过程中, 电场力做负功, 动能减少, 电势能增加, 故选项b对c错. 若质点从p向q运动, 也可得出选项b正确. 8.图6216(2012陕西长安一中高三质检)如图6216所示, 虚线a、b、c为三个同心圆面, 圆心处为一个点电荷. 现从b、c之间一点p以相同的速率发射两个电荷量、质量都相同的带电粒子, 分别沿pm、pn运动到m、n, m、n两点都处于圆周c上, 以下判断正确的是()a. 两粒子带同种电荷b. 两粒子带异种电荷c. 到达m、n时两粒子速率仍相等d. 到达m、n时两粒子速率vmvn解析: 选b d.根据轨迹可以判断沿pm运动的粒子与点电荷电性相同, 沿pn运动的粒子与点电荷电性相反, 所以b项正确. 假设点电荷为正电荷, 电场力对沿pm运动的粒子做正功, 大小为w, 对沿pn运动的粒子做负功, 大小为w, 由于两粒子初速率相同, 根据动能定理有vmvn.9.图6217(2012陕西商南高中质检)如图6217所示, 匀强电场场强大小为e, 方向与水平方向夹角为(45), 场中有一质量为m, 电荷量为q的带电小球, 用长为l的细线悬挂于o点, 当小球静止时, 细线恰好水平. 现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点, 小球电荷量不变, 则在此过程中()a. 外力所做的功为mglcotb. 带电小球的电势能增加qel(sincos)c. 带电小球的电势能增加2mglcotd. 合外力所做的功为0解析: 选abd.带电小球拉到最低点的过程中, 重力做功为wgmgl, 电场力做功为weqel(sincos). 根据动能定理, 动能变化为零, 所以合外力做功为零, 即wgwewf0, 得外力做功为wfqel(sincos)mgl, 因小球静止时, 细线恰好水平, 根据力的平衡, 有qesinmg, 所以qe, 解得wfmglcot.因为电场力做负功, 所以电势能增加qel(sincos). 10. 如图6218所示, 实线为方向未知的三条电场线, 虚线分别为等势线1、2、3, 已知mnnq, 电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的o点以相同的初速度飞出. 仅在电场力作用下, 两粒子的运动轨迹如图所示, 则()图6218a. a一定带正电, b一定带负电b. a加速度减小, b加速度增大c. m、n两点的电势差|umn|等于n、q两点的电势差|unq|d. a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小解析: 选b d.由带电粒子的运动轨迹, 结合曲线运动的特点可知带电粒子所受的电场力方向, 但因为电场线的方向不确定, 故不能判断带电粒子带电的性质, a错; 由电场线的疏密可知, a的加速度将减小, b的加速度将增大, b正确; 因为等势线1与2之间的电场强度比2与3之间的电场强度要大, 故1、2之间的电势差要大于2、3之间的电势差, 所以a从等势线2到3的动能变化量要小于b从等势线2到1的动能变化量, c错, d正确. 二、非选择题11. 有一带电荷量q3106c的点电荷, 从电场中的a点移到b点时, 克服静电力做功6104j, 从b点移到c点时静电力做功9104j.求: (1)ab、bc、ca间电势差各为多少？(2)若以b点为电势零点, 则a、c两点的电势各为多少？点电荷在a、c两点的电势能各为多少？解析: (1)由题知wab6104j, uab v200 v, ubc v300 v, ucaucbubaubc(uab)300 v200 v100 v.(2)若b0, 则auabb200 v, cbubc300 v, 点电荷在a点的电势能epaqa3106200 j6104j, 点电荷在c点的电势能epcqc3106300 j9104j.答案: (1)200 v300 v100 v(2)200 v300 v6104j9104j12.图6219如图6219所示的匀强电场中, 有a、b、c三点, ab5 cm, bc12 cm, 其中ab沿电场方向, bc和电场方向成60角, 一个电荷量为q4108 c的正电荷从a移到b电场力做功为w11.2107 j, 求: (1)匀强电场的场强e; (2)电荷从b移到c, 电场力做的功w2; (3)a、c两点的电势差ua