高考物理-电势差、电势差与场强、电场力做功测试题

1、电势差、电势差与场强、电场力做功1、下列说法中正确的是( ) a无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大b无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大c无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大d无论是正电荷还电负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大2下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有（）场强 e=f/q 场强 e=u/d 场强 e=kq/r2 电场力做功uqwabc d. 3在

2、方向水平向左，大小e=1.0102v/m 的匀强电场中，有相距d=2.0 10-2m的 a、b 两点，现将一带电量q=3.0 10-10c的检验电荷由a 点移至 b 点，该电荷的电势能变化量可能是（） a6.0 10-14j b6.0 10-12j c 6.0 10-10j d6.0 10-8j 4. q1和 q2是两个固定的负的点电荷，在它们的连线上有a、b、c 三点， 其中 b 点的合场强为零现将另一负的点电荷q 由 a 点沿连线移到c 点，在移动的过程中，点电荷q 的电势能变化的情况是 a不断减少 b不断增加 c先减少后增加 d先增加后减少5. 如图所示，将两个等量异种点电荷分别置于a、

3、b两点，cd是ab连线的垂直平分线，o为其垂足，ab线上m、n两点分别与o点等距，cd线上s、t两点分别与o点等距，若定无限远处电势为零，下面哪个说法正确（） am、n两点比较，场强nmee，方向相同；电势0nm bs、t两点比较，场强tsee，方向相同；电势0ts c若m、n、s、t四点与0点均等距，则场强tsnmeeee且方向相同 d电势差ntsmuu，且均为负值6. 如图所示 ,沿 x 轴正向的匀强电场e 中,有一动点a 以 o 为圆心 ,r=oa 为半径做逆时针转动一周,当 o 与圆周上的a 点的连线 oa 与 x 轴正向 (e 方向 )成 角时 ,则此圆周上各点与a 点间最大的电势差

4、 umax 为() a.er b.er(sin +1) c.er(cos +1) d.2er 7. 如图所示，长为l、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为q、质量为m的小球以初速度v0从斜面底端a 点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端 b点时，速度仍为v0，则（） a.a 、b两点间的电压一定等于mgl sin/q b. 小球在 b点的电势能一定大于在a点的电势能 c. 若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mg/ q d. 若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷q产生的，则q一定是正电荷8. 如图，o是一固定的点电荷，另一点电荷p从很远处以初速度v0射入点电荷o的电场，在电场力作

5、用下的运动轨迹是曲线mn。a、b、c是以o为中心， ra、rb、rc为半径画出的三个圆，rcrbrbra。1、2、3、4 为轨迹mn与三个圆的一些交点。以|w12| 表示点电荷p由 1 到 2 的过程中电场力做的功的大小，|w34| 表示由 3 到 4 的过程中电场力做的功的大小，则( ) a|w12| 2|w34| b|w12| 2|w34| cp、q两电荷可能同号，也可能异号 dp的初速度方向的延长线与o之间的距离可能为零9一平行板电容器的电容为c，两板间的距离为d，上板带正电，电量为q，下板带负电，电量也为q ，它们产生的电场在很远处的电势为零两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球

6、的电量都为q，杆长为l ，且 l d现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布不变）（）ab0 cd10如图所示，空间存在一匀强电场，其方向与水平方向间的夹角为30， a、b与电场垂直，一质量为 m ，电荷量为q 的带正电小球以初速度v0 从 a点水平向右抛出，经过时间t 小球最终落在c点，速度大小仍是v0，且 ab=bc ，则下列说法中正确的是（）a电场方向沿电场线斜向上 b 电场强度大小为e=c小球下落高度gt2 d此过程增加的电势能等于mg2t211如图所示，正方形与圆位于同

7、一平面内，正方形的中心与与圆的圆心重合于o点， ab、cd 分别是正方形两条边的中垂线，m 、n为圆周上的点，正方形四角有等量点电荷则下列说法正确的是（）a m 、n两点的电场强度与电势均相同 b虚线圆周为电场的一条等势线c若一正电荷从m点沿直线运动到o点，该正电荷受到的电场力一直减小d若将某一负电荷从m点沿折线m o n 运动到 n点，电场力始终不做功12、如图所示，一簇电场线的分布关于y 轴对称， o 是坐标原点，m 、 n、 p、q 是以 o 为圆心的一个圆周上的四个点，其中m 、n 在 y 轴上， q 点在 x 轴上，则（）am 点的电势比p 点的电势低bo、m 间的电势差小于n、o

8、间的电势差c一正电荷在o 点时的电势能小于在q 点时的电势能d将一负电荷由m 点移到 p 点，电场力做正功13.如图所示的u x 图像，表示三对平行金属板间电场的电势与沿场强方向上的距离关系。若三对金属板的负极都接地，图中x 均表示正极板的距离，则下述结论中正确的是（）a.对金属板正极电势关系是u1u2u3b.对金属板间场强关系e1e2e3c.沿场强方向每隔相等的电势差值做一等势面，则三个等势面分布的关系是 1 最密， 3 最疏d.沿场强方向每隔相等的距离做一等势面，则三个电场中相邻等势面差值最大的是1，最小的是3 14. 两个等量异种点电荷位于x轴上， 相对原点对称分布，正确描述电势随位置x

9、变化规律的是图15、如图所示的xoy坐标系中， x 轴上固定一个点电荷q，y 轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点o处） ，将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上p处由静止释放，圆环从o处离开细杆后恰好绕点电荷q做圆周运动下列说法正确的是（） a圆环沿细杆从p运动到 o的过程中，加速度一直增大 b圆环沿细杆从p运动到 o的过程中，速度先增大后减小 c增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动 d将圆环从杆上p 的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动16如图所示，有一方向水平向右的匀强电场一个质量为m 、带

10、电量为q 的小球以初速度0从 a 点竖直向上射入电场中小球通过电场中b 点时速度大小为20，方向与电场方向一致不计空气阻力，则a、b 两点的电势差为（）abcd17、如图所示，匀强电场中有一个以o 为圆心、半径为r 的圆，电场方向与圆所在平面平行，a、o 两点电势差为u，一带正电的粒子在该电场中运动，经a、b 两点时速度方向沿圆的切线，速度大小均为v0，粒子重力不计a粒子在a、b 间是做圆周运动b粒子从a 到 b 的运动过程中，动能先增大后减小c匀强电场的电场强度eur3 2 1 x u o d圆周上电势最高的点与o 点的电势差为2u 18、匀强电场中有a、b、c三点在以它们为顶点的三角形中，

11、a 30、c 90电场方向与三角形所在平面平行已知a、b和c点的电势分别为(23)v、(23)v和 2 v该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（）a(23)v、(23)v b0 v、 4 v c4 3(2)3v、4 3(2)3 d0 v、3v19、某电场的电场线分布如图所示，m 、n、q 是以电场线上一点o 为圆心的同一圆周上的三点，oq 连线与直线mn 垂直。以下说法正确的是ao 点电势与q 点电势相等bm 、o 间的电势差大于o、n 间的电势差c将一负电荷由m 点移到 q 点，电荷的电势能减少d正电荷在q 点所受电场力的方向与oq 垂直且竖直向上20如图，同一平面内的a、 b、c、d 四

12、点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，m 为 a、c连线的中点， n 为 b、d 连线的中点，一电荷量为q（ q0）的粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小 w1；若该粒子从c 点移动到d 点，其电势能减小w2 ，下列说法正确的是（）a此匀强电场的场强方向一定与a、b 两点连线平行b若该粒子从m 点移动到n 点，则电场力做功一定为c若 c、d 之间的距离为l，则该电场的场强大小一定为d若 w1=w2 ，则 a、m 两点之间的电势差一定等于b、n 两点之间的电势差21. 如图所示，实线是两个等量点电荷p、q形成电场的等势面，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹，a、b、c 是轨迹上的三个

13、点，b 位于 p 、q连线的中点。则（） a、两点电荷p、 q电性相反 b、a 点的电场强度小于b 点的电场强度 c、带电粒子在a 点的电势能大于在c 点的电势能 d、带电粒子在a 点的动能小于b 点的动能22、如图，在正点电荷q的电场中有m 、n、p、f 四点， m 、n、 p为直角三角形的三个顶点，f 为mn 的中点，m=30 ，m 、 n、 p、 f 四点的电势分别用m、n、p、f表示。 已知m=n,p=f,点电荷 q在 m 、n、p三点所在的平面内，则（） a点电荷q一定在 mp的连线上 b连接 pf的线段一定在同一等势面上 c将正试探电荷从p点搬运到n点，电场力做负功 dp大于m23

14、、如图所示，在匀强电场中有六个点a、b、c、d、e、f，正好构成一正六边形，六边形边长为0.1m，所在平面与电场方向平行。点b、c、e 的电势分别为-20 v 、20 v 和 60 v 。一带电粒子从a点以某一速度沿ab方向射出后，经过1x10-6s 到达 d点。不计重力。则下列判断正确的是（） a粒子带正电 b粒子在a点射出时的速度为5l05m s c粒子在a点的电势能大于在d点的电势能 d该粒子的比荷( 电荷量与质量比值) 为 7.5 108ckg24在一静止点电荷的电场中，任一点的电势 与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示。电场中四个点a、b、c 和 d 的电场强度大小分别ea、eb、

15、ec 和 ed，点 a 到点电荷的距离ra 与点 a 的电势 a 已在图中用坐标（ra ，a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b、c 点移动到d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为wab 、wbc和 wcd 下列选项正确的是（）aea：eb=4：1 b ec：ed=2：1 cwab ：wbc=3 ：1 d wbc ：wcd=1 ：3 a b c 3025如图所示，一质量为2m半径为 r的由绝缘材料制成的薄球壳，均匀带正电，电荷量为q ，球壳内部场强为零，球壳下面有与球壳固连得质量不计的绝缘底座，底座静止在光滑水平面上。球壳内部有一轻质绝缘弹簧，弹簧始终处于水

16、平位置，其一端与球壳内壁固连，另一端恰位于球心处，球壳上开有一小孔c ，小孔位于过球心的水平线上。在此水平线上离球壳很远的o 处有一质量为 m电荷量为q的带正电的点电荷p，它以初速v0 沿水平的oc方向开始运动。并知p能通过小孔 c进入球壳内，不考虑重力对点电荷p的影响，下列说法正确的是（）a点电荷p从开始运动到弹簧压缩至最短过程中一直做减速运动b点电荷 p 从刚进入球壳到刚要出球壳的过程中，由点电荷p、球壳、弹簧组成的系统机械能守恒c点电荷p从刚进入球壳到刚要出球壳的过程中，弹簧最大弹性势能一定小于mv02d点电荷p由 c孔出来时相对地面速度方向可能向左也可能向右26、一长为l 的细线，上端

17、固定，下端拴一质量为m 、带电荷量为q 的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放小球由静止开始向下摆动，当细线转过 60角时，小球到达b点速度恰好为零试求：（1）ab两点的电势差uab ；（2）匀强电场的场强大小；（3）小球到达b点时，细线对小球的拉力大小27、如图所示， ab 是半径为r的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为 e，方向一定，在圆周平面内，将一带正电q 的小球从a 点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达 c 点时小球的动能最大。已知cab=300，若不计重力和空气阻力. 试求：(1)

18、场强方向与ac 间的夹角 为多大？(2) 若小球在a 点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c 点，那么初动能为多大？28、如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆ac 与半径为r 的圆周交于b、 c 两点，在圆心处有一固定的正点电荷，b 点为 ac 的中点， c 点位于圆周的最低点现有一质量为 m、电荷量为 q、套在杆上的带负电小球(可视为质点 )从 a 点由静止开始沿杆下滑已知重力加速度为g，a 点距过 c 点的水平面的竖直高度为3r，小球滑到 b 点时的速度大小为2 gr.求：(1)小球滑至c 点时的速度大小；(2)a、b 两点间电势差的大小；(3)若以 c 点作为参考点(零电势点

19、)，试确定a 点的电势29真空中存在电场强度大小为e1 的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置a 时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间t1 后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到b点。重力加速度大小为g。（1）油滴运动到b 点时的速度；（2）求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1 和 v0 应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度v0 做竖直上抛运动的最大高度恰好等于b、a 两点间距离的两倍。电势差、电势差与场强、电场力做功答案1ac 2d 3

20、abc 4c 5d 6c 7a 8b 9a 10d 11d 12abd 13bcd 14a 15c 16b 17d 18b 19b 20bd 21d 22ad 23cd 24ac 25bcd 9【分析】等量的正负电荷在同一个移动的过程中，电场对它们做的功的大小是相同的，但是一个做正功一个做负功，总功的大小为零，全过程中的电场力对两个小球所做总功的大小等于正电荷移动 l 做的功的大小【解答】解：由于电场力做功与路径无关，移动两电荷的过程可等效为假设两电荷未用一绝缘刚性杆相连，但彼此绝缘放在一起，首先将两电荷同时移动到题中负电荷的位置，在此过程中电场力对正负电荷分别做了等量的正功和负功，其总功w1

21、=0 ；然后保持负电荷不动，将正电荷沿电场线移动到题中的位置，在匀强电场中的功为w2=eql=，因此整个移动过程中电场力的总功为w=w1+w2=。故选： a。【点评】本题要注意这一种解题的思路，从整体上来考虑电场对电荷做功的大小，电场对正负电荷做的总功为零10【分析】本题要注意分析小球受力情况，明确重力及电场力做功情况，再由电场线利用好几何关系确定小球的高度变化；要注意采用运动的合成与分析知识。【解答】解：a、由题意可知，小球在下落过程中动能不变，而重力做正功，则电场力做负功，而小球带正电，故电场线应斜向下；故a 错误；b、由动能定理可知，mgabsin60 =eqbcsin60 解得： e=

22、；故 b 错误；c、 将电场力分解为沿水平方向和竖直方向，则有竖直分量中产生的电场力f=e q=mgcos60=；则物体在竖直方向上的合力f 合=mg+=，则由牛顿第二定律可知，竖直方向上的分加速度 ay=；则下落高度h=ayt2=；故 c 错误；d、此过程中电场力做负功，电势能增加，由几何关系可知，小球在沿电场线的方向上的位移x=；则电势能的增加量e=eqx=；故 d 正确；故选： d。【点评】 本题综合考查带电粒子在电场与重力场中的运动，要注意明确运动的合成与分解的应用，同时明确几何关系的应用。11【分析】用电场强度的合成法可以判断电场强度，即将四个电荷分为两组等量异号电荷来分析，也可以画

23、出电场线进行分析电场强度；沿着等势面运动，电场力不做功，对于等量异号电荷，其中垂线为等势面【解答】解：a、可以先画出电场线，如图所示：m 点场强向上，n 点场强向左，不同，故a 错误；b、电场线与等势面垂直，在m 、n 点的电场线与圆不垂直，故虚线圆周不是等势线，故b 错误；c、若一正电荷从m 点沿直线运动到o 点，当左侧两个电荷单独存在时，电场力先增加后减小，（方向向上） ；当右侧两个电荷单独存在时，电场力是逐渐增大，（方向向下）；由于左侧两个电荷较近，故电场力的合力应该是先增加后减小，故c 错误；d、当左侧两个电荷单独存在时，cd 是等势线，当右侧两个电荷单独存在时，cd 还是等势线，故四

24、个电荷同时存在时，cd 依然是等势线；当上面两个电荷单独存在时，ab 是等势面，当下面的两个电荷单独存在时，ab 依然是等势面，故四个电荷同时存在时，ab 必然是等势线；故将某一负电荷从m 点沿折线m o n运动到 n 点，电场力始终不做功，故d 正确；故选： d。【点评】本题关键是将四个电荷进行分组，分为两组等量异号电荷进行分析，电场强度的叠加符合平行四边形定则，而电势的叠加是代数和16【解答】解：对小球竖直方向上升过程，又上升过程重力做功为wg= mgh，得；对小球运动全过程，由动能定理，有；可解得；故选： b。【点评】本题的关键是要先利用竖直方向的运动分析求出上升高度以及重力做功20【解

25、答】解：a、一电荷量为q（q 0）的粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小w1 ，但 ab连线不一定沿着电场线，故a 错误；b、粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小w1，故： qa q b=w1 ，粒子从 c 点移动到d 点，其电势能减小w2，故： qc qd=w2，匀强电场中，沿着相同方向每前进相同距离电势的变化相同，故a m= mc，即m=（a +c） ，同理 n= （b +d ） ，故 qm qn=，故 b 正确；c、若 c、d 之间的距离为l，但 cd 不一定平行电场线，故w2=qelcos ，其中 为 cd 与电场线的夹角，不一定为零，故该电场的场强大小不一定为，故 c 错误；d、

26、 若 w1=w2 ， 根据 u=可知，uab=ucd， 故 a b=cd ， 则 a c=b d ， 故 uac=ubd ；而 uac=2uam ，ubd=2ubn ，故 uam=ubn ，故 d 正确；故选： bd。24【解答】解：a、由点电荷场强公式e=可得： ea：eb=：=4：1，故 a 正确；b、由点电荷场强公式e=可得： ec：ed=：=4：1，故 b 错误；c、从 a 到 b 电场力做功为：wab=quab=q （a b ）=q（6 3）=3q，从 b 到 c 电场力做功为：wbc=qubc=q （b c） =q（32）=q，所以有： wab：wbc=3： 1，故 c 正确；d、

27、从 c 到 d 电场力做功为：wcd=qucd=q （ cd ）=q（2 1）=q，所以 wbc ：wcd=1： 1，故 d 错误。故选： ac。【点评】解答此题的关键是正确理解点电荷场强公式e=和 w=qu ，知道电势差等于两点电势之差。25【解答】解：a、点电荷p 从开始运动到进入c 前，受静电力作用，做减速直线运动；进入c后，因为均匀带电球壳在壳内产生的场强为0，故 p 和球壳都做匀速运动，故a 错误；b、p 进入 c 后，因为均匀带电球壳在壳内产生的场强为0，点电荷p、球壳、弹簧组成的系统内只有弹簧弹力做功，故系统机械能守恒，故b 正确；c、整个系统动量守恒，当三者速度相同时，弹簧压缩

28、最短，弹性势能最大，由动量守恒定律得：mv0=（2m+m）v 解得：根据能量守恒得：，即：，故弹簧最大弹性势能一定小于mv02，故 c 正确；d、根据系统动量守恒，可得：mv0=mv1+ 2mv2 根据能量守恒得：两式联立求解得：由式可知，v1 方向与 v0 可能相同也可能相反，点电荷p 由 c 孔出来时相对地面速度方向可能向左也可能向右，故d 正确；故选： bcd 。26 27(1)30o (2)erq/8 28 29【分析】（1）分析油滴的运动过程，可知其先进行向上的匀速直线运动，到达a 处后因电场强度突然增大而开始做向上的匀加速直线运动，经过t1 后电场突然反向，油滴开始做匀减速直线运动，并可能在速度减为零后做反向的匀加速直线运动。对电场增大后