2020人教版选修14电势能和电势作业

1、电势能和电势知识体系标附T）il、负/*具行相对性上琮靛/工电场力做止动/餐如电场力做班功.与减少2 个特点一一电场力做功特点、等势面的特点3 个概念电势能、电势、等势面2 个公式 WAB=EpAEpBj=q辨一辨1.在静电场中沿电场线方向移动正电荷时，静电力做正功.（V）2 .在静电场中沿电场线方向移动负电荷时，静电力做正功.（X）3 .在静电场中电荷运动了一段路程，电场力一定做功.（X）4 .电荷处在电场中，在电势越高的位置电势能一定越大.（x）5 .在电场中确定的两点间移动电荷量大小相等的正、负电荷时，电势能变化相同.（X）6 .电场力做正功，电荷的电势能减少，电场力做负功，电荷的电势能

2、增加.（，）7 .确定电荷在某点的电势能应先规定零势能点.（，）想一想1.由小=E1P能否说电场中某点的电势与放在该点的电荷的电势能成正比，与电荷量成反比？提示：不能.因电势是描述电场能的性质的物理量，大小仅4 电势能和电势记一记分层设计助学助记认知更深刻力的电功点静微特定义二等势面面势选零也势囿由电场本身性质有关，与引入的试探电荷 q 无关.2.电场中电势为零处场强一定为零吗？场强为零处电势一定为零吗？提示：都不一定.场强和电势都是描述电场性质的物理量，都只由电场本身性质决定，但电势具有相对性，而零电势点的选择又可以是任意的，故电场中某点的场强和电势方向无任何确定的关系.3.电荷在电势越高处

3、电势能一定越长吗？提示：不一定.根据电场力做功和电势能变化的关系知：正电荷由低电势向高电势处移动时，电场力做负功，电势能增加，而负电荷由低电势向高电势处移动时电场力做正功，电势能越高.所以正电荷在电势越高处电势能越长，而负电荷在电势越高处电势能越高.思考感悟：练一练1.2019 福建省普通高中学业水平考试如图所示，A、B 为一条电场线上的两点，将一正点电荷 q 从 A 点移到 B 点的过程中（）AH.A.电场力做正功，电荷电势能增加B.电场力做正功，电荷电势能减少C.电场力做负功，电荷电势能增加D.电场力做负功，电荷电势能减少答案：B2.2019 山东省普通高中学业水平考试如图所示， 有两个固

4、定的等量异种点电荷，a、b 是它们连线中垂线上的两个位置，c 是它们产生的电场中的另一位置，以无穷远处为电势的零点则以下说法中正确的是（）*:QiA.a、b 两点场强相同B.a、b 两点电势相同C.c 点电势为负值D.将一正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做负功答案：BC3.2019 浙江省普通高中学业水平考试如图所示是点电荷 Q 的电场线分布，A、B 是某一电场线上的两点，则（）A.Q 带负电荷B.A 点电势比 B 点电势高C.A、B 两点电场强度相等D.正电荷在 A 点电势能大于在 B 点电势能答案：A4.2019 陕西省普通高中学业水平考试一带电粒子在（重力不计）如图所示的电场中，在电

5、场力作用下，沿虚线所示轨迹从 A点运动到 B 点，下列说法中正确的是（）A.粒子带正电B.粒子的加速度在减少C.粒子的动能在增大 D.粒子的电势能在增大答案：D二测一空麻。修11|里蛆京H言箭H底量累居要点一静电力做功与电势能变化的关系1.（多选）如图所示，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（）A.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

6、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 两项.答案：AB2.（多选）如图所示，a、b、c 为电场中同一条电场线上的三点，其中c 为 a、b 的中点.若一个运动的正电荷先后经过 a、b 两点，a、b 两点的电势分别为=-3V,柏=7V,则（）A.a 点的场强一定小于 b 点的场强B.a 点场强有可能等于 b 点场强C.正电荷在

7、a 点的动能小于在 b 点的动能D.正电荷在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能解析：沿电场线方向电势降低，由题意知电场线的方向向左，只有一条电场线， 无法判断电场线的疏密， 就无法判断两点场强的大小， 故 A 项错误，B 项正确.根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从 a 点运动到 b点的过程中克服电场力做功，电势能一定增大，而由能量守恒得知，其动能一定减小，故 C 项错误，D 项正确.答案：BD3 .将带电荷量为 6X10-6C 的负电荷从电场中的 A 点移到 B 点， 克服电场力做了 3X10-5J 的功，再从 B 移到 C,电场力做了 1.2X105J 的功,则:（1）电荷从

8、A 移到 B,再从 B 移到 C 的过程中电势能改变了多少？（2） 如果规定 A 点的电势能为零， 则该电荷在 B 点和 C 点的电势能分别为多少？(3)如果规定 B 点的电势能为零，则该电荷在 A 点和 C 点的电势能分别为多少？解析：(1)电荷从 A 移到 B 克服静电力做了 3X10-5J 的功，电势能增加了 3X10-5J；从 B 移到 C 的过程中静电力做了 1.2X10-5J 的功，电势能减少了 1.2X105J,整个过程电势能增力口 AEp=3X10-5J-1,2X10-5J=1.8X105J.(2)如果规定 A 点的电势能为零，电荷从电场中的 A 点移到 B 点，克服静电力做了

9、 3X10-5J 的功，电势能增加了 3X105J,所以电荷在 B 点的电势能为 EpB=3X10-5J;整个过程电势能增加了 1.8X10-5J,所以电荷在 C点的电势能为 Epc=1.8X10-5J.(3)如果规定 B 点的电势能为零，电荷从电场中 A 点移到 B点，克服静电力做了 3X10 飞 J 的功，若电荷从电场中的 B 点移到 A 点，则静电力要做 3X10FJ 的功，电势能减少 3X105J,所以 EpA=3X105J,同理 Epc=1.2X10-5J.答案：(1)1.8X105J(2)3X105J,1.8X10-5J(3)-3X10-5J,1.2x10-5J要点二电势及其高低的

10、判断4 .在点电荷 Q 形成的电场中有一点 A,当一个 q=+3X106C 的试探电荷从电场的无限远处移动到电场中的 A 点时，静电力做的功为 3.6X10FJ,已知无限远处的电势为 0.则试探电荷在 A 点的电势能 EpA及电场中 A 点的电势如分别为()A.EpA=-3.6X10-5J,M=12VB.EpA=3.6X10-5J,飙=12VC.EpA=3.6X10-5J,飙=12VD.EpA=-3.6X10-5J,弧=12V解析：依题意，+q 的试探电荷从电场的无限远处移动到电场中的 A 点时，静电力做的功为 3.6X10-5J,试探电荷从 A 到无限远处静电力做功为一3.6X10FJ,则电

11、荷在 A 点的电势能为 EPA=-3.6X10-5J,由。 号得 A 点的电势依音=二|券*=-12V,故 A 项正确，B、C、D 三项错误.答案：A5.(多选)如图所示，固定在 Q 点的正点电荷的电场中有 M、N 两点，已知而 QvRQ.下列叙述正确的是()A.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正功，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正功，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，

12、 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：由正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，所以将正的点电荷从 M 点移到 N 点，静电力做正功，电势能减少，故 A 项正确，B 项错误；将负的点电荷由 M 点移到 N 点，克服静电力做功，电势能增加，故 C 项错误；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做功为零，电势能不变，故 D 项正确.答案：AD6 .如果把电荷量为 q=1.0Xl0-5C 的电荷从无限远处移到电场中的 A 点，需要克服静电力做功 W=1.2X10-4J,那么：(1)q 在 A 点的电势能和 A 点的电势

13、各是多少？(2)q 未移人电场前，A 点的电势是多少？解析：(1)静电力做负功，电势能增加，无限远处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为零，即6=0,Epx=0.由W“A=Ep4一 EpA得 EpAW*A=0(1.2X1014J)=1,2X104J, 再 由 弧 =EpA得 如=1,2X104V.q(2)A 点的电势是由电场本身决定的，跟 A 点是否有电荷存在无关，所以 q 未移入电场前，A 点的电势仍为 1.2X104V.答案：(1)1.2X10-4J1,2x104V(2)1.2x104V要点三等势面的特点及应用7.关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A.两个电势不同的等势面可能相交8

14、.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面， 电场力做正功解析：等势面的特点：两个电势不同的等势面不可能相交，故 A 项错误；电场线与等势面处处相互垂直，故 B 项正确；等势面的疏密程度表示电场强度的大小， 故 C 项错误； 电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，负电荷受力与电场线的方向相反，故负电荷受力由电势低的等势面指向电势高的等势面，那么它从电势较高的等势面移至电势较低的等势面， 电场力做负功， D 项错误.答案：B8.一金属容器置于绝缘板上， 带电小球用绝缘细线悬挂于容器中， 容器内的电场线分布如图所示

15、.容器内表面为等势面，A、B 为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（）A.A 点的电场强度比 B 点的大B.小球表面的电势比容器内表面的低C.B 点的电场强度方向与该处内表面垂直D.将检验电荷从 A 点沿不同路径移到 B 点，电场力所做的功不同解析：B 点的电场线比 A 点的电场线密，所以 B 点的电场强度大，A项错误；比较电势高低看电场线的方向，沿着电场线方向电势降低，所以 B项错误；容器内表面为等势面.电场线与等势面永远垂直，C 项正确；电场力做功与路径无关，取决于初末两点电势差，所以将检验电荷从 A 点沿不同路径移到 B 点，电场力所做的功相同，D 项错误.答案：C三测必包跚彩I以时班

16、相适中秒星最基础达标1.（多选）下列说法正确的是（）A.电荷从电场中的 A 点运动到 B 点，每次经过的路径不同，电场力做的功可能不同B.电荷从电场中的某点开始出发，运动一段路径后，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， 因为有电场力对电荷做功， 所以能量守恒定律在电场中不成立解析：电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以 A 项错误；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 项正确；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

17、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 项正确；电荷在电场中运动，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 项错误.答案：BC2 .（多选）2019 广西桂林市第八中学期中考试如图所示，以坐标原点 O 为圆心，半径为 r 的圆与坐标轴交于 a、b、c、d.在 O 点固定一个正电荷 Q,另外还有一方向与 x 轴正方向相同，场强大小为 E 的匀强电场.现把一电荷量为+q 的点电荷 N 在圆上移动，则（）A.从 a 移到 c,电场力对点电荷 N 做功为 2qErB.从 a 移到 c,电场力对点电荷 N 不做功C.

18、从 d 移到 b,电场力对点电荷 N 做功为 2qErD.从 d 移到 b,电场力对点电荷 N 不做功解析：从 a 移到 c,点电荷 Q 产生的电场对点电荷 N 不做功，在匀强电场中，a、c 两处电势相等，电场力对点电荷 N 也不做功，故 A 项错误，B项正确；从 d 移到 b,点电荷 Q 产生的电场对点电荷 N 不做功，匀强电场对点电荷 N 做功为 W=qE2r=2qEr,所以电场力做功为 2aEr,故 C 项正确，D 项错误.答案：BC3 . （多选） 某电场中有 M、 N 两点， 它们的电势分别为相=-10V,如=2V,则下列说法中错误的是（）A.M 点电势低B.无论电荷是正还是负，同一

19、电荷在 M 点的电势能总比在 N 点电势能小C.将 1C 的正电荷从 M 点移到 N 点，静电力做 8J 功D.将 1C 的负电荷从 M 点移到 N 点，静电力做 8J 功解析：电势是标量，正负代表大小，故 M 点电势低；正电荷在 N 点时，电势能较高，负电荷在 M 点时，电势能较高；将 1C 的正电荷从 M 点移至 N点，克服静电力做功 8J,将 1C 的负电荷从 M 点移至 N 点，静电力做功 8J.答案：BC4 .如图所示，一圆环上均匀分布着负电荷，x 轴垂直于环面且过圆心。.下列关于 x 轴上的一电场强度和电势的说法中正确的是（）rQVA.。点电场强度为零，电势最高B.。点电场强度为零

20、，电势最低C.从。点沿 x 轴正方向，电场强度减小，电势升高D.从。点沿 x 轴正方向，电场强度增大，电势降低解析：圆环上均匀分布着负电荷，根据对称性可知，圆环上各电荷在 O点产生的场强抵消，合场强为零，圆环上各电荷产生的电场强度在 x 轴有分量，根据电场的叠加原理可知，x 轴上电场强度方向指向 O 点，根据顺着电场线方向电势降低，可知在 x 轴上。点的电势最低，故 A 项错误，B 项正确；O 点的场强为零，无穷远处场强也为零，所以从。点沿 x 轴正方向，场强应先增大后减小.x 轴上电场强度方向指向。 点， 沿 x 轴正方向电势升高， 故 C、D 两项错误.答案：B5.如图所示是某电场中的一条

21、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 vt 图象如图所示，比较该电荷在 A、B 两点电势能 Ep的高低和 A、B 两点场强 E 的大小，可得（）A.EpAEpBB.EpAEBD.EA=EB解析：由 vt 图象可知负电荷从 A 到 B 运动过程中，速度不断增大，即电场力做正功，电势能减小，即 EpAEpB,由图象的斜率不断减小，说明物体运动的加速度不断减小，受到电场力不断减小，即 EAEB.答案：AC6 .（多选）2019 重庆南开中学期中考试关于电势的高低，下列说法正确的是（）A.沿电场线方向电势逐渐降低B.电势降低的

22、方向一定是电场线的方向C.正电荷在只受电场力的作用下，一定向电势低的地方运动D.负电荷在只受电场力的作用下， 由静止释放， 一定向电势高的地方运动解析：电场线方向一定是电势降低的方向，反之不一定成立，故 A 项正确，B 项错误；若正电荷初速度与电场线反向，则先向电势高的地方做减速运动，再向电势低的地方运动，故 C 项错误；易知 D 项正确.答案：AD7 .如图所示，在 M、N 处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有 A、B 两点，已知 MA=AB=BN.下列说法正确的是（）W 才 JX1.A、B 两点场强相同 B.A、B 两点电势相等C.将一正电荷从 A 点移到 B 点，电场力做负功D.

23、负电荷在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能解析：由点电荷的场强合成可知 A 和 B 两点场强方向均向右，大小相等，A 项正确；沿着电场线电势逐渐降低，本相，B项错误；正电荷从 A 点移到 B 点，所受电场力与运动方向相同，电场力做正功，C 项错误；Ep=q因 q0,则 EpA加23Fr2C.点电荷 P 带正电，且 Q=U3FkqD.在平面 xOz 上移动该试探电荷，电场力不做功解析：由点电荷电场线分布特点及负电荷所受电场力方向与场强方向相反知，场源点电荷 P 在电场力 Fa、Fb延长线的交点上，如图所示.由电场力 Fb 的方向可知，b 点坐标为（r,0,0）,a、b 两点到场源点电荷 P

24、的距离相等，场强大小相等， 因此试探电荷在 b 点受到的电场力与在 a 点受到的电场力大小相等，即 Fb=F,A 项正确；易知 a、b 两点在同一个等势面上，两点的电势相等，场源点电荷 P 带正电，O 点离场源点电荷 P 的距离小于 2r,沿电场线方向电势降低，因此 O 点电势比 a、b 两点电势高，即相 FQ4Fr2=和轨 B 项正确；a 点场强 Ea=q=k4y,珈得。二-，C 项错误；平面 xOz不是等势面，因此在平面上移动试探电荷，电场力做功，D 项错误.答案：A9.4Q/7*如图所示，在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q、一 Q,虚线是以+Q 所在点为圆心、2 为

25、半径的圆,c、d 是圆上的四个点，其中 a、c 两点在 x 轴上，b、d 两点关于 x 轴对称，下列判断正确的是（）A.b、d 两点处的电势相同B.四个点中 c 点处的电势最低C.b、d 两点处的电场强度相同D.将一试探电荷+q 沿圆周由 a 点移至 c 点，+q 的电势能减小解析：根据等量异种点电荷电场线及等势线的分布可知d 两点电势相同，电场强度大小相等、方向不同，A 项正确，C项错误.c 点电势为 0,由 a 经 b 到 c,电势越来越低，正电荷由 a 经 b 到 c 电势能越来越小，B、D 两项正确.答案：ABD10 .（多选）2019 安徽省六安一中月考下列关于等势面的说法正确的是（

26、）A.沿电场线方向电势降低，所以电势降低的方向就是电场的方向11在同一等势面上移动点电荷时，电场力不做功C.在电场中将电荷由 a 点移到 b 点， 电场力做功为零， 则该电荷一定是在等势面上运动D.某等势面上各点的场强方向与该等势面垂直解析：沿电场线方向电势降低，电场的方向是电势降低最快的方向，故A 项错误；等势面与电场线垂直，故沿着等势面移动点电荷，电场力与运动方向一直垂直，电场力不做功，故 B 项正确；在电场中将电荷由 a 点移到 b点，电场力做功为零，说明 a 与 b 两点的电势相等，该电荷不一定是在等势面上运动，故a、b、b、C 项错误；电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面，等势面

27、与电场线垂直，故 D 项正确.答案：BD11.2019 山西平遥二中期中考试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，以下说法错误的是（）A.粒子在 a 点和 c 点的速度一定相同B.粒子在 b 点的电势能一定大于在 a 点的电势能C.粒子在 b 点的速度一定小于在 a 点的速度D.粒子一直受到静电排斥力的作用解析：a、c 两点处在相同的等势面上，则粒子在 c 点和在 a点的速度的大小相等，但是速度的方向不同，A 项错误；电场力应指向曲线凹侧，故此粒子一直受到静电斥力作用，D 项正确；粒子由 a 到 b,电场力做负功，动能减小，电势能增加，所以在 b 点的电势能一定大于在 a 点的电势能，粒子在 b 点的速度一定小于在 a 点的速度，B、C 两项正确.答案：A12. 2019 哈师大附中月考如图所示，将带等电荷量的正、负电荷分别放在正方形的四个顶点上.O 点为该正方形对角线的交点，直线段 AB 通过 O 点且垂直于该正方形