1-4 电势能和电势-练习1

电势能和电势练习题一、选择题A. 电势能是电荷在电场中由于位置不同而具有的能量B. 电势能的大小与电荷量成正比C. 电势能的大小与电荷间的距离成反比D. 电势能总是大于零A. 电势是描述电场中某点电势高低的物理量B. 电势的单位是伏特（V）C. 电势与电荷量成正比D. 电势是标量，没有方向3. 在电场中，正电荷从高电势处移动到低电势处，下列说法正确的是：A. 电势能减小B. 电势能增大C. 电势不变D. 电势增加二、填空题1. 电势能是电荷在电场中由于__________而具有的能量。

2. 电势是描述电场中__________的物理量，其单位是__________。

3. 在电场中，正电荷从高电势处移动到低电势处，电势能__________。

三、计算题1. 一个电荷量为2C的正电荷在电场中某点的电势为20V，求该电荷在该点的电势能。

2. 一个电荷量为3C的负电荷在电场中从电势为10V的点移动到电势为5V的点，求电势能的变化。

3. 两个点电荷，电荷量分别为5C和2C，它们之间的距离为0.5m，求它们之间的电势能。

四、判断题1. 电势能总是随着电荷在电场中的位置变化而变化。

（）2. 电势能的大小与电荷间的距离无关。

（）3. 在电场中，负电荷从高电势处移动到低电势处，电势能减小。

（）五、简答题1. 简述电势能和电势的关系。

2. 在电场中，电荷从高电势处移动到低电势处，电势能如何变化？为什么？3. 电势能和电势的单位分别是什么？它们之间有什么联系？六、应用题1. 一个均匀电场中，电场强度为E=200 V/m，一个带电粒子在电场中从A点移动到B点，两点间的距离为d=0.4 m。

若粒子是正电荷，电荷量为q=4 μC，求粒子在A点和B点的电势能差。

2. 在一个电势为φ=50 V的区域内，有两个点电荷，电荷量分别为q1=10 nC和q2=5 nC，它们之间的距离为r=0.2 m。

计算这两个电荷在该区域的电势能之和。

1、在静电场中，下列说法正确的是（）A．电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同C．电场强度的方向总是跟等势面垂直的D．沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的2、关于电势与电势能的说法，正确的是( )A．电荷在电势越高的地方，电势能也越大B．电荷在电势越高的地方，它的电荷量越大，所具有的电势能也越大C．在正点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D．在负点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能3.关于静电场，下列说法正确的是（）A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势一定为零C．同一电场线上的各点，电势一定相等D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加4. 关于同一电场的电场线，下列表述正确的是（）A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小5、有关等势面的说法中正确的有（）A、等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直．B、电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交．C、两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中．两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方．两等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大。

D、在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功．6、电场中有A、B两点，把电荷从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做正功，则（）A．电荷的电势能减少B．电荷的电势能增加C．A点的场强比B点的场强大D．A点的场强比B点的场强小7、外力克服电场力对电荷做功时( )A．电荷的运动动能一定增大B．电荷的运动动能一定减小C．电荷一定从电势能大处移到电势能小处D．电荷可能从电势能小处移到电势能大处8.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9.如题9图，带正电的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作用下，做以O 为焦点的椭圆运动。

1-4电势能和电势基础夯实1．(2012· 辽宁盘锦市第二高二检测)在静电场中( )A ．某点的电场强度大，该点的电势一定高B ．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C ．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D ．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零答案：D解析：电场强度与电势没有直接关系，电场强度大的地方电势不一定高。

电场强度等于零的地方电势不一定等于零。

2．(2011·兴义高二检测)在点电荷Q 形成的电场中有一点A ，当一个－q 的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则试探电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( )A ．E p A ＝－W ，φA ＝W qB ．E p A ＝W ，φA ＝－W qC ．E p A ＝W ，φA ＝W qD ．E p A ＝－W ，φA ＝－W q答案：A解析：由W ＝－E p A ，可得：E p A ＝－W ，由φ＝E p q 得：φA ＝E p A q A ＝－W －q＝W q 。

故只有A 正确。

3．(2011·焦作市高二期末)如图所示，某区域电场线左右对称分布，M 、N 为对称线上的两点。

下列说法正确的是( )A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功答案：AC解析：从图示电场线的分布示意图可知，MN所在直线的电场线方向由M指向N，则M点电势一定高于N点电势；由于N点所在处电场线分布密，所以N点场强大于M点场强；正电荷在电势高处电势能大，故在M点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到N点，要克服电场力做功。

综上所述，A、C选项正确。

4.如图所示，在O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q 由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2，由C点移到B点电场力做功为W3，则三者关系为()A．W1＝W2＝W3<0 B．W1>W2＝W3>0C．W1＝W3>W2＝0 D．W3>W1＝W2＝0答案：C解析：因A、C两点处于同一等势面上，所以W1＝W3>W2＝0，所以C正确。

例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就越大B．无论是正还是负电荷，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．无论是正电荷还是负电荷，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．电势例2如果把q＝1.0×10C的电荷从无穷远移到电场中的A点，需要克服电场力做功W=1.2×10J，那么(1) q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2) q未移入电场前A点的电势是多少?例3在静电场中，下列说法正确的是（）A．电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同C．电场强度的方向总是跟等势面垂直的D．沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的练习：1、关于电场线和等势面，不正确的说法是（ ）A．电场中电势越高的地方，等势面越密B．电场中场强越大的地方，电场线越密C．电场中场强越大的地方，等势面越密D．电场强度的方向总是和等势面垂直的例4．如图6所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称图6，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。

P点在y轴右侧，MP⊥ON。

则A．M点的电势比P点的电势高B．将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做匀速运动例5用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。

下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（ ）练习： 如图8－5所示，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a，b端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是：A．闭合K1，有电子从枕型导体流向地B．闭合K2，有电子从枕型导体流向地C．闭合K1，有电子从地流向枕型导体D．闭合K2，没有电子通过K2例6. 如图9－9所示，真空中存在竖直向下的匀强电场，一个带电油滴（重力不能忽略）沿虚线由a向b运动，以下判断正确的是A．油滴一定带正电abE图9-9B．油滴的电势能一定增加C．油滴的动能一定减少D．油滴的动能与电势能之和一定减少练习： 1如图1-4-7所示，虚线a、b和c是某电场中的三个等势面，它们的电势为U a、U b、U c，其中U a>U b>U c．一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知abcMNL图1-4-7A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功C．粒子从K到L的过程中，电势能增加D．粒子从L到M的过程中，动能减少2．有一电场的电场线如图所示，场中A、B两点的场强和电势分别用E A、E B和φA、φA表示，则A．E A>E B、φA>φA B．E A>E B、φA<φAC．E A<E B、φA>φA D．E A<E B、φA<φA例7图1—4—4中a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面．它们的电势分别为U、和．一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c 时的速率为__________．例8．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为他V，V，V，求D点的电势＝_____________．练习：1如图所示，正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行．已知A、B、C三点的电势依次为φA=6.0V，φB=4.0V， φC= - 2.0V．ABCD⑴D点的电势φD= V。

1.4电势能和电势【例1】如图8-10所示，当带电体A 靠近一个绝缘导体B 时，由于静电感应，B 两端感应出等量异种电荷。

将B 的左端接地，绝缘导体B 带何种电荷？ 答案: B 导体将带负电荷【分析解答】因为导体B 处于正电荷所形成的电场中，而正电荷所形成的电场电势处处为正，所以导体B 的电势是正的，U B ＞U 地；而负电荷在电场力的作用下总是从低电势向高电势运动，B 左端接地，使地球中的负电荷（电子）沿电场线反方向进入高电势B 导体的右端与正电荷中和，所以B 导体将带负电荷。

【例2】如图8－1所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a 处运动到b 处，以下判断正确的是[ ]A ．电荷从a 到b 加速度减小B ．b 处电势能大C ．b 处电势高D ．电荷在b 处速度小答案:D【分析解答】由图8－1可知b 处的电场线比a 处的电场线密，说明b 处的场强大于a 处的场强。

根据牛顿第二定律，检验电荷在b 处的加速度大于在a 处的加速度，A 选项错。

由图8－1可知，电荷做曲线运动，必受到不等于零的合外力，即Fe≠0，且Fe 的方向应指向运动轨迹的凹向。

因为检验电荷带负电，所以电场线指向是从疏到密。

再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a ，b 处电势高低关系是U a ＞U b ，C 选项不正确。

根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90°，可知电场力对检验电荷做负功。

功是能量变化的量度，可判断由a→b 电势能增加，B 选项正确；又因电场力做功与路径无关，系统的能量守恒，电势能增加则动能减小，即速度减小，D 选项正确。

【例3】将一电量为6210q c -=⨯的点电荷从电场外一点P 移至电场中某点A, 电场力做功 5410J -⨯,求A 点的电势.答案:－20V解：设设场外一点P 的电势为0p ϕ=从P 到A,电场力做的功PP PA PA W E E E =-=-5410PA E W J -=-=-⨯5641020210PA A E V V q ϕ--⨯==-=-⨯【例4】在静电场中，下列说法中错误的是：（ ）A 、 电场强度为零的点，电势也一定为零B 、 电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等C 、 只在电场力作用下，正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动D 、 沿着电场线方向电势一定越来越低答案:A 、B 、C【解析】电场强度和电势是从不同的角度描述电场性质的两个物理量，前者从力的角度，后者从能量的角度，两者之间没有直接的对于关系。

1.4 电势能和电势1．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是()A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小2．(多选)某电场中有M、N两点，它们的电势分别为φM＝－10 V，φN＝－2 V，则下列说法错误的是()A．M点电势低B．无论电荷是正还是负，同一电荷在M点的电势能总比在N点电势能小C．将1 C的正电荷从M点移到N点，静电力做8 J功D．将1 C的负电荷从M点移到N点，静电力做8 J功3．如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是()A．A点电势高于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能4.如图所示，实线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由图可以得出的正确结论是()A．M点的电势一定低于N点的电势B．M点的场强一定小于N点的场强C．由M点向N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关D．某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关5．(多选)如图所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷．现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，下列判断正确的是()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 时两粒子速率不相等6．如图所示，A 、C 是以正点电荷Q 为圆心的某一圆周上的两点，B 是线段AC 的中点．现将一正电荷从A 沿直线经B 移动到C ，则( )A ．从A 到C ，电场力对该电荷一直做正功B ．从A 到C ，电场力对该电荷一直不做功C ．该电荷在A 、B 、C 三点时的电势能大小关系是E p B >E p A ＝E p CD ．该电荷在A 、C 两点时所受电场力相同7．如图所示匀强电场E 的区域内，在O 点处放置一点电荷＋Q .a 、b 、c 、d 、e 、f 为以O 为球心的球面上的点，aecf 平面与电场平行，bedf 平面与电场垂直，则下列说法中正确的是( )A ．b 、d 两点的电场强度相同B ．a 点的电势等于f 点的电势C ．点电荷＋q 在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功D ．将点电荷＋q 在球面上任意两点之间移动，从a 点移动到c 点电势能的变化量一定最大8．(多选)如图所示，在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异号点电荷＋Q 、－Q ，虚线是以＋Q 所在点为圆心、L2为半径的圆，a 、b 、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9．如图所示，一带电粒子在电场中沿曲线AB运动，从B点穿出电场，a、b、c、d为该电场中的等势面，这些等势面都是等间距、互相平行的竖直平面，不计粒子所受重力，则()A．该粒子一定带负电B．此电场不一定是匀强电场C．该电场的电场线方向一定水平向左D．粒子在电场运动过程中动能不断减少10．(多选)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有()A．粒子带负电荷B．粒子的加速度先不变，后变小C．粒子的速度不断增大D．粒子的电势能先减小，后增大11.如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把10－8 C的负电荷从A点移到B点，静电力做功6×10－8 J，AB长6 cm，AB与AC成60°角.求：(1)匀强电场的场强方向；(2)设B处电势为1 V，则A处电势为多少？电子在A处的电势能为多少？12．电荷量为q＝1×10－4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与时间t的关系及小物块速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示，若重力加速度g取10 m/s2，求：(1)物块的质量m；(2)物块与水平面之间的动摩擦因数；(3)物块运动2 s的过程中，其电势能的改变量．【参考答案】1.【答案】C【解析】电场是客观存在的，而电场线是假想的，A错；电场线越密的地方电场越强，B错；沿着电场线的方向电势逐渐降低，C对；负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功，电势能增加，D错.2.【答案】BC【解析】电势是标量，正负代表大小，故M点电势低，选项A正确；正电荷在N点时，电势能较大，负电荷在M点时，电势能较大，选项B错误；将1 C的正电荷从M点移至N 点，克服静电力做功8 J，将1 C的负电荷从M点移至N点，静电力做功8 J，选项C错误，D正确．3.【答案】C【解析】由题意知点电荷Q带负电，在负的点电荷电场中离负电荷越远处电势越高，因此A点电势低于B点电势，选项A错误；离点电荷越远处电场强度越小，选项B错误；根据W＝E p1－E p2知两电荷移到无穷远处克服电场力做功相等，有q1φA－0＝q2φB－0即两电荷电势能相同，选项D错误；又因为φA＜φB，且电势为负值，故q1<q2，选项C正确．4.【答案】C【解析】沿着电场线方向电势逐渐降低，可知M点的电势大于N点的电势，A错误；根据电场线与等势面垂直，可以作出如图所示电场线，可得E M＞E N，B错误；M、N两点的电势能之差与零电势的选取无关，C正确；而E p＝qφ，所以电势能的大小与零电势的选取有关，D错误.5.【答案】BD【解析】由两个粒子轨迹的弯曲情况可以看出，到达M的粒子受的是库仑斥力，到达N的粒子受的是库仑引力，所以两个粒子电性一定不同，选项A错误，B正确．因为P和M、N不在同一个等势面上，所以由P到M和由P到N时电场力都要做功，但因P到M的过程中是在斥力作用下靠近，电场力做负功，所以动能减少，故v M<v P；由P到N的过程中是在引力作用下靠近，电场力做正功，所以动能增加，故v N＞v P，因此到达M、N两点时速率v M＜v N，选项C错误，D正确．6.【答案】C【解析】从A到C，电场力对该电荷先做负功，后做正功，选项A、B错误；电场力先做负功，后做正功，则电势能先增加后减小，A、C在同一等势面上，因此有E p B>E p A＝E p C，选项C正确；该电荷在A、C两点时所受电场力都是背离圆心的斥力，即两力的方向不同，选项D错误．7.【答案】D【解析】b、d两点的场强为＋Q产生的电场与匀强电场E的合场强，由对称性可知，其大小相等、方向不同，A错误；a、f两点虽在＋Q的同一等势面上，但在匀强电场E中此两点不等势，B错误；在bedf面上各点电势相同，点电荷＋q在bedf面上移动时，电场力不做功，C错误；从a点移到c点，＋Q对它的电场力不做功，但匀强电场对＋q做功最多，电势能变化量一定最大，D正确.8.【答案】ABD【解析】由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知，选项A、B正确，C错误．四个点中a点电势最高、c点电势最低，正电荷在电势越低处电势能越小，选项D正确．9.【答案】D【解析】由于不能确定电场线方向，故不能确定粒子所带电性，选项A、C错误；等势面等间距、互相平行，故一定是匀强电场，选项B错误；粒子所受电场力一定沿电场线指向轨迹凹侧，而电场线和等势面垂直，由此可确定电场力一定做负功，故动能不断减少，选项D正确．10.【答案】AB【解析】根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，粒子在静电力的作用下轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，说明静电力指向轨迹内侧，与电场强度方向相反，粒子带负电，选项A正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场先是匀强电场，后是非匀强电场，即静电力先不变，后变小，选项B正确；根据W＝qU，静电力做负功，所以粒子的速度减小，选项C错误；静电力始终做负功，由功能关系可知，粒子的电势能始终增大，选项D错误．11.【解析】(1)将负电荷从A点移至B点，静电力做正功，所以电荷所受静电力方向沿A至C.又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向由C指向A.(2)由W AB＝E p A－E p B＝q(φA－φB)得φA＝W ABq＋φB＝⎝⎛⎭⎪⎫6×10－8－10－8＋1V＝－5 V则电子在A点的电势能为E p A＝qφA＝(－e)×(－5 V)＝5 eV.【答案】(1)由C指向A(2)－5 V 5 eV12.【解析】(1)由题图可知E1＝3×104 N/C，E2＝2×104 N/C，a1＝2 m/s2，E1q－μmg＝ma1，①E2q－μmg＝0，②由①②代入数据得m＝0.5 kg，μ＝0.4.(2)由(1)可知μ＝0.4.(3)ΔE p＝－E1ql1－E2ql2＝－(3×104×1×10－4×12×2×1＋2×104×1×10－4×2×1) J＝－7 J，电势能减少7 J.【答案】(1)0.5 kg(2)0.4(3)电势能减少7 J。