电势能和电势、电势差 B试题
- 格式:doc
- 大小:326.22 KB
- 文档页数:7
练习题 1、下列说法正确的是( )A .沿着电场线的方向移动正电荷,电势能一定增加B .沿着电场线的方向移动正电荷,电势能一定减少C .沿着电场线的方向移动负电荷,电势能一定减少D .沿着电场线的方向移动负电荷,电势能一定增加2.关于电势和电势能的说法中正确的是 ( )A .克服电场力做功时,负电荷的电势能一定减少B .电场中某点的电势数值上等于单位正电荷在电场力的作用下,由该点运动到零电势点电场力所做的功C .电场中电势为正值的地方,电荷的电势能必为正值D .正电荷沿电场线移动,其电势能一定增加3、如图所示仅在电场力作用下,一带电粒子沿图中虚线从A 运动到B ,则( )A .电场力做正功B .动能减少C .电势能增加D .加速度增大4.如图所示为某个电场的部分电场线,把A 、B 两点的场强记作E A 、E B ,A 、B 两点的电势分别记作φA 、φB ,则 ( )A .φA >φB ,E A > E BB .φA <φB ,E A < E BC .φA >φB ,E A < E BD .φA <φB ,E A > E B5.在电场中A 、B 两点间的电势差为U AB =75V ,B 、C 两点间的电势差为U BC =—200V ,则A 、B 、C 三点的电势高低关系为 ( )A .φA >φB >φCB .φA <φC <φBC .φB <φA <φCD .φC >φB >φA6、图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹。
粒子先经过M 点,再经过N 点。
可以判定A .M 点的电势大于N 点的电势B .M 点的电势小于N 点的电势C .粒子在M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力D .粒子在M 点受到的电场力小于在N 点受到的电场力7、带电粒子以速度v 0沿竖直方向垂直进入匀强电场E 中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v 0,则一定有( )A .电场力与重力大小相等B .粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小C .电场力所做的功一定等于重力所做的功D .电势能的减小一定等于重力势能的增大A B8.一个带正电的质点,电量q=2.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力做功外,其他力做功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则ab两点间的电势差U ab为()A.3.0×104VB.1.0×104VC.4.0×104VD.7.0×104V9.如图所示,图中虚线表示某电场的一组互相平行的等势面,各等势面的电势值如图,则()A.在B点的场强方向是竖直向下的B.A、B两处场强相比B点更大C.1C的电荷量的正电荷从B到A,电场力做正功2JD.负电荷从A移到B点电场力做负功10、如图所示,在场强E=104N/C的水平匀强电场中,有一根长l=15 cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3 g,带电荷量q=2×10-6C的小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,则小球到达最低达最低点B时的速度是多大?11、如果把q=1.0×108-C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=1.2×104-J,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?12.如图所示B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心的某同心圆弧上,将一个检验电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做功的大小比较()A.W AB> W ACB.W AD> W ABC.W AD= W ACD.W AC= W AB13.场强为E=1.0×102N/C的匀强电场中,有相距d=0.02m的a、b两点,则a、b两点间的电势差可能为()A.1.0V B.2.0V C.3.0V D.4.0V14.如图所示的电场中,AB=BC,,则下列关系中正确的是()A.U AB= U BCB.U AB> U BCC.U AB< U BCD.以上结论都有可能A B CADCBA1V2V3V4VB15、关于电场中的等势面,下列说法中止确的有( )A .等势而不一定跟电场线垂直B .沿电场线电势一定升高C .在同一等势面上两点间移动电荷,电场力做功为零D .处于静电平衡状态的导体是等势体,表面是一个等势面16、下列关于等势面的说法正确的是( )A .电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功B .等势面上各点的场强相等C .点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面D .匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面17、图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动,经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和5eV ,当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8eV 时,它的动能应为( )A .8eVB .13eVC .20eVD .34eV18、如图所示,虚线a 、b 和c 是某静电场中的三个等势而,它们的电势分别为U a 、U b 和U c ,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( )(A)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,静电势能增加(D)粒子从L 到M 的过程中,动能减少19、在静电场中,若取不同的点作为零电势的参考点,则( )A .某点的电势可能不同B .某点的电势不会改变C .两点间的电势差可能不同D .两点间的电势差不会改变20、在电场中,A 、B 两点的电势差U AB >0,那么将一负电荷从A 移到B 的过程中( )A .电场力做正功,电势能增加 B.电场力做负功,电势能增加C .电场力做正功,电势能减少 D.电场力做负功,电势能减少21、关于电势差与场强的关系,下列说法中正确的是( )A.U=Ed 关系式适用于任何电场B.在匀强电场中,两点间的电势差正比于两点间的距离C.U=Ed 公式中的d 是指两点所在等势面间的距离D.V /m 和N /C 两单位相等22、如图所示,在沿x 轴正方向的匀强电场E 中,有一动点A 以O 为圆心、以r 为半径逆时针转动,θ为OA 与x 轴正方向间的夹角,则O 、A 两点问电势差为( )A.U OA =ErB.U OA =Ersin θC.U OA =ErcosθD.θrcos E U OA =23、图所示的匀强电场场强为103N/C,ab=dc=4cm,bc=ad=3cm.则下述计算结果正确的是()A.ab之间的电势差为40V.B.ac之间的电势差为50V.C.将q=-5×10-3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周,电场力做功为零.D.将q=-5×10-3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c,电场力做功都是-0.25J.24、如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面,现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×lO-6J,将另一电倚量为10-8C的负点电荷从A 点移到C点,克服电场力做功3×10-6J.(1)求电场线的方向及U AB、U AC、U BC的值.2cm,求电场强度(2)若AB边长为325、如图所示,匀强电场的场强E=1.2×102N/C,方向水平向右,一点电荷q=4×10-8C沿半径为R=20 cm的圆周,从A点移动到B点,已知∠AOB=90°,求:(1)这一过程电场力做多少功? 是正功还是负功?(2)A、B两点间的电势差U AB为多大?26、如图所示,为一组未知方向的匀强电场的电场线,把1×10-6 C的负电荷从A点沿水平线至B点,电场力做了2×10-6 J的功,A、B间的距离为2 cm,问:(1)匀强电场场强是多大?方向如何?(2)A、B两点间的电势差是多大?若B点电势为1 V,则A点电势是多大?电子处于B点时,具有多少电势能?。
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。
电势能、电势、电势差练习题【基础达标】1.如图所示点电荷电场中,将检验电荷从A点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点,则电场力做的功:()A.从A到B做功最多.B.从A到C做功最多C.从A到E做功最多.D.做功一样多【答案】D【解析】因为虚线所示的圆面是等势面,则AE、AD、AC、AB之间的电势差相等,所以根据W=Uq可知将检验电荷从A点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点,则电场力做的功相等,故选D.2.(多选)如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷q,x轴垂直于环面且过圆心o。
下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中错误的是:()A.从o点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势一直降低B.从o点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势先降低后升高C.o点的电场强度为零,电势最低D.o点的电场强度不为零,电势最高【答案】BCD【解析】根据对称性可知,圆环上的电荷在O点产生的合场强为零,而无穷远处电场强度也为零,故电场强度先增大后减小,根据电场的叠加原理可知,x轴上电场强度方向向右,沿电场方向电势减小,故O点的电势最高,故BCD错误A正确;3.(多选)如图所示,ac和bd为正方形abcd的对角平分线,O为正方形的中心.现在abc三点分别放上电荷量相等的三个正电荷,则下列说法正确的是:()A.O点电场强度的方向垂直于ac由O指向dB.从O到d电势逐渐升高C.将b点的电荷移到O点时,d点的电场强度变小D.将带正电的试探电荷由O移到d,该电荷的电势能逐渐减少【答案】AD【解析】ac两点在O点形成的电场和场强为零,故O点的场强就是b点的电荷在O点的场强,其方向垂直于ac由O指向d,将b点的电荷移到O点时,d点的电场强度变大,选项A正确,C错误;根据电势叠加原理可知,从O到d电势逐渐降低,将带正电的试探电荷由O移到d,该电荷的电势能逐渐减少,选项B错误,D正确;故选AD.4.(多选)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能EP随位移x变化的关系如图所示,其中O~x2段是对称的曲线,x2~x3是直线段,则下列判断正确的是:()A.x1处电场强度最大B.x2~x3段是匀强电场C.x1、x2、x3处电势的关系为D.粒子在O~x2段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动【答案】BC【解析】因EP-x图线的斜率等于电场强度的大小,可知x1处电场强度为零,选项A错误;x2~x3段斜率不变,所以是匀强电场,选项B正确;带负电的粒子在x1、x2、x3处的电势能逐渐变大,故电势φ1、φ2、φ3、的关系为φ1>φ2>φ3,选项C正确;在O~x2段场强是非匀强电场,故粒子在O~x2段做非匀变速运动,x2~x3段是匀强电场,故做匀变速直线运动,选项D错误;故选BC。
1.4 电势能电势与电势差当堂检测1下列说法正确的是()A.在电场中顺着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少B.在电场中逆着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少C.在电场中顺着电场线移动正电荷,电场力做正功,电荷电势能减少D.在电场中逆着电场线移动负电荷,电场力做负功,电荷电势能增加2如图所示,A、B、C为电场中同一电场线上的三点,设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法正确的是()A若在C点无初速释放正电荷,电荷向B运动,电势能减小A B CB若在C点无初速释放正电荷,电荷向B运动,电势能增大C若在C点无初速释放负电荷,电荷向A运动,电势能增大D若在C点无初速释放负电荷,电荷向A运动,电势能减小【课后练习与提高】1、如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+ q和- q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是 ( ) A.放上+q时,它们的电势能E A>E B>E CB.放上+q时,它们的电势能E A<E B<E CC.放上-q时,它们的电势能E A>E B>E CD.放上-q时,它们的电势能E A<E B<E C2、一个点电荷,从静电场的a点移到b点,其电势变化为零,则()A.a、b两点场强一定相等B.该点电荷一定沿等势面移动C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D.a、b两点的电势一定相等3、如图四所示,为电场中一条电场线,一个点电荷由静止开始,在电场力作用下,从A点移到B点,下面论述正确的是()A.A处场强大于B处场强;B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能;C.点电荷带负电;D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。
4、在电场中,A点的电势高于B点的电势,则()A.把负电荷从A点移到B点,电场力作负功B.把负电荷从A点移到B点,电场力作正功C.把正电荷从A点移到B点,电场力作负功D.把正电荷从A点移到B点,电场力作正功5、在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()A.电场强度大的地方电势一定高B.电势为零的地方场强也一定为零C.场强为零的地方电势也一定为零D.场强大小相同的点电势不一定相同6、若带正电的小球只受电场力的作用,则它在任意一段时间内()A.一定沿着电场线由高电势向低电势运动B.一定沿着电场线由低电势向高电势运动C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动7、有一电场的电场线如图1所示,场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和U A、U B表示,则()A.E A>E B U A>U BB.E A>E B U A<U BC.E A<E B U A>U BD.E A<E B U A<U B8、如图2,A、B为两等量异号点电荷,A带正电,B带负电,在A、B连线上有a、b、c三点,其中b为连线的中点,ab=bc,则()A.a点与c点的电场强度相同B.a点与c点的电势相同C.a、b间电势差与b、c间电势差相等D.点电荷q沿A、B连线的中垂线移动,电场力不作功9、在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是()A.电场强度 B.同一电荷所受电场力C.电势 D.同一电荷具有的电势能10、下述说法正确的是()A.在同一等势面上移动电荷,电场力不作功B.等势面上各点场强大小一定相等C.电场中电势高处,电荷的电势能就大D.电场强度大处,电荷的电势能就大11、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点电场力做了5×10-6J的功,那么()A.电荷在B处时将具有5×10-6J的电势能B.电荷在B处将具有5×10-6J的动能C.电荷的电势能减少了5×10-6JD.电荷的动能增加了5×10-6J12、关于等势面下列说法正确的是( )A.等势面与电场线处处垂直B.同一等势面上的各点场强大小必定相等C.电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直,并指向电势升高的方向D.电荷从电场中一点移到另一点,电场力没做功,电荷必在同一等势面上移动13、以无穷远处为零电势点,下述情况中各物理量为正还是为负?(1)负电荷周围空间的电势为_________值.(2)正电荷位于某负荷电产生的电场内,它的电势能为________值.(3)负电荷位于某负电荷产生的电场内,它的电势能为________值.14、如图8所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势间的电势差相等,一正电荷在等势线U3上时,具有动能20J,它运动到等势线U1时速度为零,令U2=0,那么该电荷的电势能为4J时,其动能为_______J.。
电场中的电势能与电势差测试题1. 电势能的定义和计算电场中的电势能是指由于电荷在电场中位置发生变化而具有的能量。
电势能的计算公式为:电势能 = 电荷的电势 ×电荷的电量。
根据电势能的定义和计算公式,回答以下问题。
1.1 一个带电粒子在电势为10V的点A处,它的电荷量为5C。
请计算该带电粒子的电势能。
答:根据电势能的计算公式,电势能 = 电势 ×电荷的电量。
所以,电势能 = 10V × 5C = 50J。
1.2 如果将上述带电粒子从点A移动到电势为20V的点B,在移动过程中是否对带电粒子做功?为什么?答:是的,带电粒子在移动过程中会对其做功。
因为当带电粒子从A点移动到B点时,由于电场的存在,带电粒子会受到电场力的作用。
而移动的过程中,电场力会使带电粒子具有加速度,从而改变了其动能,导致带电粒子所具有的电势能发生变化,因此在移动过程中对带电粒子产生了功。
2. 电势差的定义和计算电势差是指在电场中两点之间的电势差异。
电势差的计算公式为:电势差 = 终点的电势 - 起点的电势。
根据电势差的定义和计算公式,回答以下问题。
2.1 一个带电粒子从点A移动到点B,在移动过程中,电势差的正负与带电粒子的移动方向是否有关?为什么?答:电势差的正负与带电粒子的移动方向无关。
电势差是两点之间电势的差值,只与两点的电势有关,而与带电粒子的移动方向无关。
电势差的计算公式为:电势差 = 终点的电势 - 起点的电势。
无论带电粒子是从A点到B点还是从B点到A点,电势差的计算结果都是一样的。
2.2 如果在电场中一个带正电的粒子从点A到点B,电势差为-20V;而一个带负电的粒子从点A移到点B,电势差为+20V。
请解释这个现象。
答:这个现象可以通过电势差的定义及电荷的性质来解释。
根据电势差的计算公式,当一个带正电的粒子从点A移动到点B时,电势差为-20V,说明电场从B点指向A点,即电场对带正电粒子做的功上升,粒子所具有的电势能增加,而带负电粒子从点A移动到点B时,电势差为+20V,说明电场从A点指向B点,即电场对带负电粒子做的功上升,粒子所具有的电势能增加。
《电势能、电势、电势差》习题精选1.在一个负点电荷产生的电场中的一条电场上,有A、B两点,如图所示,比较A、B两点,其中场强较大的是_________点,电势较高的是__________点.2.将一个电量为的点电荷,从零电势点S移到M点要克服电场力做功,则M 点电势__________;若将该电荷从M点再移至N点,电场力做功,则N点电势_______,从N两点间的电势差_________.3.将一个1.0×10-5C的电荷从电场外移到电场中的一点A,电荷克服电场力做功6.0×10-3J,则A点的电势为______V;如果此电荷从电场外移到电场中的另一点B,电场力做功0.02J,则A、B两点的电势差______V;如果另一个电荷量为-2.0×10-3C的电荷从A移到B,电场力做功_______J.4.把一个二价正离子从无穷远处移到电场中的A点,电场力做功6eV(eV是常用一个能量单位,称为电子伏特,简称电子伏.在电压为1V的两点间,把电子由一点移到另一点,电场力做的功等于1eV, 1eV=1.6×10-19J),再从A点移到电场中的B点,离子克服电场力做功8eV,则A点的电势为_____V,B点的电势为______V.5.在电场中A、B两点的电势分别为=300V,=200V,一个质子从A点运动到B点,电场力做功______J,质子动能的增量为______eV.(质子的电荷量为1.6×10-19C)6.在静电场中有A、B两点,关于这两点的场强和电势的关系,下列说法正确的是()A.若场强相等,则电势一定相等B.若电势相等,则场强一定相等C.电势高处场强一定大D.场强大处,电势反而可能低7.关于电势与电势能的说法中正确的有()A.在电场中,电势越高的地方,电荷在那一点具有的电势能就越大B.在电场中某一点,若放入的电荷电量越大,它所具有的电势能越大C.在正的点电荷电场中的任一点,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.在负的点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能8.如图所示,正电荷在电场中沿某一条电场线从AB,此过程有可能是()A.电场力大小不断变化B.电场力大小保持不变C.电荷克服电场力做功D.电荷的电势能不断减小9.在静电场中,下列说法正确的是()A.电场强度为零的点,电势一定为零B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C.只在电场力作用下,正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动D.沿着电场线方向,电势一定越来越低10.关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是()A.电势差是关量,电场力做的功是标量B.在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大D.在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零11.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<φA12.下列说法正确的是()A.正电行在电场中的电势能为正,负电行在电场中的电势能为负B.电荷在电势为正的点电势能为正,电荷在电势为负的点电势能为负C.电荷克服电场力做多少功,它的电势能就等于多少D.不管是否存在其他力对电荷做功,电场力对电荷做多少正功,电荷的电势能就减少多少13.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()A.电场强度大的地方电势一定高B.电势为零的地方场强也一定为零C.沿电场线方向电势越来越低,场强越来越小D.场强和电势都跟电场中是否存在试探电荷无关14.带正电的小球只受电场力作用,则它在任意一段时间内()A.一定沿着电场线由高电势向低电势方向运动B.一定沿着电场线向电势能减小的方向运动C.不一定沿着电场线运动,但一定向低电势方向运动D.不一定沿着电标线运动,也不一定向电势能减小的方向运动15.对U AB=1V的理解,正确的是()A.从A到B移动q C的电荷,电场力做功1J B.从A到B移动1C的正电荷,电场力做功1J C.从A到B移动1C的负电荷,克服电场力做功1J D.从A到B移动1C的负电荷,外力做功1J16.如图所示,A、B为两等量异种点电荷,A带正电,B带负电,在AB的连线上有a、b、c三点,b 为连线的中点,ab=bc,则()A.a点与c点的电场强度相同B.a点与c点的电势相同C.a、b间的电势差与b、c 间的电势差相等D.点电荷q沿A、B连线的中垂线移动,电场力不做功17.如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是()A.电势,场强B.电势,场强C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有电势能18.一个带负电的粒子,q=-2.0×10-9C,在静电场中的a点运动到b点,在这过程中,除电场力外,其他力做功为6.0×10-5J,粒子的动能增加了8.0×10-5J,求a、b两点间的电势差U ab.19.固定不动的正点电荷A,带电量为Q=1.0×10-6C,点电荷B从距A无穷远的电势为零处移到距A为3m、电势为3000V的P点,电场力做功-1.8×10-3J,求(1)电荷B的电荷量.(2)电荷B在P点处所受的电场力大小.(3)若在P处自由释放电荷B,它能获得的最大动能是多少?答案:一、1.B,A.2.-2V,5V,-7V.3.600,2600,–5.2.4.-3,1.5.1.6×1017C,100eV.二、1、D 2、CD 3、ABD 4.D 5.B 6.D 7.D 8.D 9.D 10.BC 11.A 12.ACD 13.BC三、1.-1.0×104V 2.(1)6×10-7C,(2)6×10-4N,(3)1.8×10-3J.。
电势能、电势和电势差1. 电势能: 电荷在电场中所具有的势能.注:电场力做功与电势能的关系:在电场中移动电荷时,如果电场力对电荷做正功,电势能减少,做负功电势能增加。
电场力做的功等于电势能增量的负值,电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从该点移到电势能为零处电场力所做的功。
特点:①与参考点选取有关;②是电荷与所在电场所共有的。
应用: 1.把两个异种电荷间的距离增大一些,则A. 外力做正功,电势能增加B. 外力做负功,电势能减少C. 电场力做正功,电势能增加D. 电场力做负功,电势能减少2(多选). 如图所示,a、b、c为一点电荷形成的电场中的三条电场线,另有一点电荷从M点射入电场,在只受电场力作用下沿图中虚线运动到N点,则该电荷从M向N运动的过程中A. 加速度一直减小B. 动能一直减小C. 电势能一直减小D. 动能和电势能的总和一直减少2. 电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
公式:Φ= 单位:伏特 电势是标量等势面:电场中电势相同的点构成的面。
等势面的特点:(1)电荷在同一等势面上移动,电场力不做功(而电场力做的功为零时,电荷不一定沿等势面移动)(2)等势面一定跟电场线垂直(3)等差等势面密的地方场强大(4)任意两等势面都不会相交(5)电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
应用:1. 一个点电荷,从静电场中a点移到b点,其电势能的变化为零,则A.a、b\两点的场强一定相等B. 该点电荷一定沿等势面移动C. 作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的D. a、b两点的电势一定相等2. 对于静电场,下列说法正确的是A. 电场强度处处为零的区域,电势也一定处处为零B. 电场强度处处相同的区域,电势也一定处处相同C. 只受电场力作用,正电荷一定由高电势处向低电势处移动D. 负电荷逆着电场线方向移动,电荷的电势能一定减小3. 电势差:电场中两点间电势的差值。
定义:电荷在电场中两点间移动时,电场力所做的功跟电荷量的比值,叫做这两点间的电势差,也叫电压。
电势电势差电势能一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.在静电场中,让质子逆着电场线的方向由A点移到B点,如图所示,则:()A.电场力做正功,A点电势高于B点B.电场力做正功,A点电势低于B点C.电场力做负功,A点电势高于B点D.电场力做负功,A点电势低于B点【答案】D2.关于场强和电势,下列正确的是:()A.在电场中a、b两点间移动电荷,电场力做总功为零,则电荷一定在等势面上移动B.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低C.两个等量同种电荷的电场,从两电荷连线中点沿连线中垂线向外,电势越来越低,场强方向均相同,场强大小在减小D.两个等量异种电荷的电场中,从两电荷连线中点沿连线中垂线向外,电势均相等,场强方向均相同,场强大小在减小【答案】D3.如图是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子:()A.在a、b两点加速度的大小B.电性与场源电荷的电性相同C.在a、b两点时速度大小va < vbD.在a、b两点的电势能Ea >Eb【答案】A4.a、b两个带电小球的质量均为m,所带电荷量分别为+q和-q,两球间用绝缘细线连接,a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在的空间有方向斜向下的匀强电场,电场强度为E,平衡时细线都被拉紧,则平衡时可能位置是:()【答案】A5.某静电场的电场线分布如图所示,图中P 、Q 两点的电场强度大小分别为E P 和E Q ,电势分别为φP 和 φQ ,则:( )A. E P >E Q ,φP >φQB. E P >E Q ,φP <φQC. E P <E Q ,φP >φQD. E P <E Q ,φP <φQ 【答案】A6.如图所示,在匀强电场中有a 、b 、c 、d 四点,它们处于同一圆周上,且ac 、bd 分别是圆的直径,已知abc 三点的电势分别为ϕa =9V ,ϕb =15V ,ϕc =18V ,则d 点的电势为:( )A .4VB .8VC .12VD .16V 【答案】C7.如图所示, 虚线表示某电场的等势面, 一带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B 点的径迹如图中实线所示。
电势能和电势练习题一、选择题1. 电势能是描述电荷在电场中所具有的能量,以下哪种情况电荷的电势能最小?A. 电荷在无穷远处B. 电荷在电场的负极C. 电荷在电场的正极D. 电荷在电场的零势能面2. 电势是一个标量,其单位是:A. 牛顿B. 焦耳/库仑C. 伏特D. 库仑3. 电势差UAB表示从点A到点B的电势变化,以下哪个公式正确表示电势差?A. UAB = q / (A - B)B. UAB = q * (A - B)C. UAB = (A - B) / qD. UAB = (B - A) / q4. 电场力做正功时,电荷的电势能将:A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少5. 一个点电荷Q产生的电场中,距离为r的点的电势与点电荷的关系是:A. 电势与点电荷成正比B. 电势与点电荷成反比C. 电势与点电荷无关D. 电势与点电荷的平方成正比二、填空题6. 电势能E_p = qφ,其中q是电荷量,φ是________。
7. 电场中某点的电势由零势能面的选择而决定,电势的单位是________。
8. 在匀强电场中,两点间的电势差与这两点沿电场线方向的距离成正比,比例系数是该点的________。
9. 一个电荷量为+2μC的点电荷在电场中某点的电势为100V,该点电荷在该点的电势能是________焦耳。
10. 若将一个电荷量为-3μC的点电荷从电场中的A点移动到B点,电场力做了-9×10^-4焦耳的功,则A、B两点间的电势差为________伏特。
三、计算题11. 一个正点电荷Q放置在x轴上,坐标为x=0,求x轴上x=r处的电势。
假设无穷远处电势为零。
12. 假设有一个均匀带电球面,其半径为R,总电荷量为Q。
求球面上任意一点P的电势。
13. 一个电子从电场中的A点移动到B点,电子的电荷量为-e,A点的电势为φ_A,B点的电势为φ_B。
如果电子从A点到B点的过程中电场力做了W的工作,请计算A、B两点间的电势差。
电势、电势能选择题1、下列说法正确的是()A.电势差与电势一样,是相对量,与零点的选取有关B.电势差是一个标量,但是有正值或负值之分C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关只跟这两点的位置有关D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势面的不同而改变,所以U B=CB A2、关于电势与电势能的说法中正确的有()A.在电场中,电势越高的地方,电荷在那一点具有的电势能就越大B.在电场中某一点,若放入的电荷电量越大,它所具有的电势能越大C•在正的点电荷电场中的任一点,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.在负的点电荷电场中的任一点,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、关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是()A.电势差是关量,电场力做的功是标量B•在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,贝U两点间的电势差越大D.在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零4、如图所示,a、b、c是某电场中一条电场线上的三个点,电场方向由a指向c,b恰在a、c的正中间,a、b、c三点的电势和场强分- ;-别用A、B、c和E a、E b、E c表示,则下列关系=正确的是()A.a b cB.E a E b E cC.D.E a E b E ca b b c5、如图所示,A B为两等量异种点电荷,A带正电,B带负电,在AB的连线上有a、b、c三点,b为连线的中点,ab=bc,则()A.a点与c点的电场强度相同B.a点与c点的电势相同C. a、b间的电势差与b、c间的电势差相等D.点电荷q沿A B连线的中垂线移动,电场力不做功6如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是(A .电势A B,场强E A E BB.电势A B,场强E A E BC•将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有电势能A B7、如图所示,M N两点分别放置两个等量种异电荷,A为它们连线的中点,B 为连线上靠近N的一点,C为连线中垂线上处于A点上方的一点,在A B、C三点中()A.场强最小的点是A点,电势最高的点是B点B.场强最小的点是A点,电势最高的点是C点C.场强最小的点是C点,电势最高的点是B点D.场强最小的点是C点,电势最高的点是A点8、如图所示,a、b为竖直向上的电场线上的两点,一带小球在a点由静止释放, 沿电场线向上运动,到b点时速度恰好为零,贝U下列说法中正确的是()A.小球在a、b 两点所受的电场力都是竖直向上的|B.a点的电势比b点的电势低"启C.小球在a点的电势能比在b点的电势能小D.a点的电场强度比b点的电场强度小9、如图所示,实线是一簇未标明方向的点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,据此图可作出正确判断的是()A. 带电粒子所带电荷的符号、B.带电粒子在a、b两点的受力方向—C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大10、如图所示,空间有一水平匀强电场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,沿图中虚线由A运动至B,其能量变化情况是()A.动能减少,重力势能增加,电势能减少B.动能减少,重力势能增加,电势能增加C.动能不变,重力势能增加,电势能减少D.动能增加,重力势能增加,电势能减少11、带电粒子以速度V0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为V0,则此时一定有()A.电场力与重力大小相等B.粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小C.电场力所做的功一定等于重力所做的功D.电势能的减小一定等于重力势能的增大12、在场强大小为E的匀强电场中,一质量为m带电荷量为+ q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零,则()A.物体克服电场力做功qEsB.物体的电势能减少了0.8qEsC.物体的电势能增加了qEsD.物体的动能减少了0.8qEs13、如图所示,P、Q是两个电荷量相等的正点电荷,它们连线的中点是O, A、B 是中垂线上的两点,OA OB,用E A、E B、A、B分别表示A B两点的场强和电势,则()A.E A一定大于E B,A一定大于BB.E A不一定大于E B,A一定大于BC.E A一定大于E B,A不一定大于BD.E A不一定大于E B , A不一定大于B14、如图,一绝缘细杆的两端各固定着一个小球,两小球带有等量异号的电荷,处于匀强电场中,电场方向如图中箭头所示。
高考物理一轮复习《电势能、电势和电势差》典型题精排版精品推荐1.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点的电势相等,电场强度相同的是( )A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中匀强电场中的a、b两点2.如图所示,一带电粒子在电场中的运动轨迹如虚线所示,下列说法中正确的是( )A.粒子一定带正电B.粒子受到的电场力做正功C.粒子在B点的电势能大于在A点的电势能D.粒子在B点的加速度大3.如图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点.在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J,电场力做的功为1.5 J,则下列说法正确的是( ) A.粒子带负电B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 JC.粒子在A点的动能比在B点少0.5 JD.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J4.如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN,P点在y轴的右侧,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轴做直线运动5.如图所示,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45°,则下列结论中不正确的是( )A.此液滴带负电荷B.合外力对液滴做的总功等于零C.液滴做匀加速直线运动D.液滴的电势能减少6、a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行.已知a点的电势为20 V,b点的电势为24 V,d点的电势为4 V,如图所示.由此可知c点的电势为( )A.4 VB.8 VC.12 VD.24 V7.如图所示,带等量异种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v M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v N折回N点,则( )A.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8.如图中虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带正电的小球在电场中运动,实线表示该小球的运动轨迹.小球在a 点的动能等于20 eV ,运动到b 点时的动能等于2 eV.若取c 点为零势点,则当这个带电小球的电势能等于-6 eV 时(不计重力和空气阻力),它的动能等于( )A .16 eVB .14 eVC .6 eVD .4 eV9.真空中,两个相距L 的固定点电荷E 、F 所带电荷量分别为Q E 和Q F ,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向.电场线上标出了M 、N 两点,其中N 点的切线与EF 连线平行,且∠NEF >∠NFE .则( )A .E 带正电,F 带负电,且Q E <Q FB .在M 点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N 点C .过N 点的等势面与过N 点的切线垂直D .负检验电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能10.如图所示,MN 为水平放置的金属板,板中央有一个小孔O ,板下存在竖直向上的匀强电场,电场强度为E .AB 是一根长为l 、质量为m 的均匀带正电的绝缘细杆.现将杆下端置于O 处,然后将杆由静止释放,杆运动过程中始终保持竖直.当杆下落l3时速度达到最大,求:(1)细杆带电荷量;(2)杆下落的最大速度;(3)若杆没有全部进入电场时速度减小为零,求此时杆下落的位移.11.在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5.0×10-8C,质量m=1.0×10-2 kg的绝缘物块.物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0 m/s,如图所示.求物块最终停止时的位置.(g取10 m/s2)高考物理一轮复习《电势能、电势和电势差》典型题精排版参考答案1.解析:甲和丙图中a、b两点的电势相同,电场强度大小相等,但方向不同,A、C选项错误;丁图中a、b两点的电场强度相同,电势大小不等,D选项错误.乙图中a、b两点的电势和电场强度都相同,B选项正确.答案:B2.解析:由于A处电场线密,A点场强大,受电场力大,加速度大,D不正确;由轨迹弯曲方向可知,粒子受力方向与电场线方向相反,粒子带负电,A不正确;若粒子是由A向B运动,则运动方向与受力方向夹角大于90°,粒子受到的电场力做负功,动能减少,电势能增加.若粒子是由B向A运动,则运动方向与受力方向夹角小于90°,粒子受到的电场力做正功,动能增加,电势能减少,故B不正确,C正确.答案:C3.解析:粒子从A点运动到B点,电场力做正功,且沿着电场线,故粒子带正电,所以A错误;粒子从A点运动到B点,电场力做正功,电势能减少,故粒子在A点的电势能比在B点多1.5 J,故B错误;由动能定理,W G+W电=ΔE k,-2.0 J+1.5 J=E k B-E k A,所以C错误;由其他力(在这里指电场力)做功等于机械能的增加,所以D正确.答案:D4.解析:根据等势线与电场线的关系,分别作出过M点和P点的等势线,M 与P不在一条等势线上,因沿电场线方向电势降低,所以M点的电势高于P点的电势,即选项A正确.O点电势高于P点电势,移动负电荷由O点移动到P点,电场力做负功,故选项B错误.从O到N电场线越来越稀,表明从O到N电场强度越来越小,而OM=MN,所以M、N两点间的电势差低于O、M两点间的电势差,故C选项错误.沿y轴的电场强度的方向沿y轴的正方向,从O点释放一静止的带正电粒子,所受电场力的方向沿y轴正方向,因此带电粒子将沿y轴正方向做直线运动,故D对.答案:AD5.解析:由题可知,带电液滴只受重力和电场力作用,合力沿bd方向,液滴匀加速运动,C正确;合力做正功,B不正确;电场力方向向右,故液滴带负电荷,A正确;电场力做正功,所以电势能减少,D正确.答案:B6、解析:主要考查匀强电场中场强与电势差的关系.在匀强电场中,由于U =Ed,所以任意一族平行线上等距离的两点的电势差相等,因此U ab=U cd,所以c 点电势为8 V,B对.答案:B7.解析:由于带电粒子未与下板接触,可知粒子向下做的是减速运动,故电场力方向向上,A错;粒子由M到N电场力做负功,电势能增加,动能减少,速度减小,故B对C错;由于粒子和两极板所带电荷的电性未知,故不能判断M、N 点电势的高低,D错.答案:B8.解析:从a到b由动能定理可知,电场力做功W ab=-18 eV,则从a到b 电势能增加量ΔE ab=18 eV,由等势面特点及c点为零势点可知:a点电势能E a =-12 eV,又由动能和电势能之和不变可判断B正确.答案:B9.解析:由电场线方向可知E带正电,F带负电,因为∠NEF>∠NFE,所以QE<Q F,选项A正确;由电场线分布特点可知,电场线不是带电粒子的运动轨迹,等势面与电场线垂直,所以选项B错,C正确;把一个负电荷从M移动到N电场力做负功,电势能增大,所以D选项错.选项AC正确.答案:AC10.解析:(1)由于下落l3时速度最大,则此时加速度a=0所以有mg=13 Eq解得:q=3mg E.(2)从静止释放到下落l3过程中,由动能定理得mg l3-0+Eq32×l3=12mv2m-0解得:v m=13 gl.(3)设下落h时,速度为零,由动能定理得mgh-0+Ehlq2h=0-0解得:h=2mglEq=23l答案:(1)3mgE(2)13gl(3)23l11.解析:物块先在电场中向右减速,设运动的位移为s1,由动能定理得:-(qE+μmg)s1=0-12 mv2所以s1=mv2qE +μmg=1.0×10-2×2.02-8×6.0×105+0.20×1.0×10-2m=0.4 m可知,当物块向右运动0.4 m时速度减为零,因物块所受的电场力F=qE=0.03 N>μmg,所以物块将沿x轴负向加速,跨过O点之后在摩擦力作用下减速,最终停止在O点左侧某处,设该点距O点距离为s2,对全过程由动能定理有-μmg(2s1+s2)=0-12mv2.解之得s2=0.2 m.答案:在O点左侧距O点0.2 m处。
电势能-电势差-电势习题带答案(总5页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1、如图所示,在场强为E的匀强电场中有相距为的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电量为q的正电荷从A点移到B点.若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1=______;若沿路径ACB移动该电荷,电场力做的功W2=______;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做的功W3=______.由此可知,电荷在电场中移动时,电场力做功的特点是:______.2、在某电场中,把×10-8C的电荷由A点移到B点,电场力做功×10-3J.则A.A、B两点间的电势差是×10 5VB.A、B两点间的电势差是×10-10VC.若在A、B两点间移动×10-8C的电荷,电场力将做功×10-3JD.若在A、B两点间移动×10-8C的电荷,电场力将做功×10-17J3、将一电量为×10-8C的负电荷在电场中从A点移动到B点,克服电场力做功为×10-6J,则AB 两点间电势差为______V。
4、一个初速不为零的、电量为+×10-8C为的带电粒子,在电场中只受电场力作用。
从A点运动到B点的过程中,克服电场力做了×10-5J的功。
则A 、B两点的电势差U AB为____________,在此过程中,电荷的动能____________(填“增加”或“减少”)了____________eV 。
5、一个正电荷从无穷远处(电势为0)移入电场中的M 点,电场力做功×10-9焦耳,若将另一个等量的负电荷从无穷远处移入同一电场中的N点,必须克服电场力做功×10-9焦耳,则M、N两点的电势大小的关系是:( )A. N<M<0B. 0<M<NC. M<N<0D. 0<N<M6、关于电场力的功及电势能变化,下列说法正确的是( )A.电场中某点电势的大小等于电场力将单位正电荷从该点移到零电势点电场力所做的功B.电场中某点的电势大小等于单位正电荷在该点所具有的电势能C.在电场中无论移动正电荷还是负电荷,只要电场力做正功,电荷电势能都要减少D.正电荷沿电场线方向移动,电势能减少;负电荷沿电场线方向移动,电势能增加7、在电场中,A、B两点的电势差U AB>0,那么将一负电荷从A移到B的过程中A.电场力做正功,电势能增加B.电场力做负功,电势能增加C.电场力做正功,电势能减少 D.电场力做负功,电势能减少8、如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点, a、b间的距离等于b、c间的距离。
高考物理一轮复习(选修3-1)专题十二 电场 第3课时:电势能、电势及电势差——练1、(多选)关于电势差的计算公式,下列说法正确的是( ) A .电势差的公式U AB =W ABq说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比,与移动电荷的电荷量q 成反比B .把正电荷从A 点移到B 点电场力做正功,则有U AB >0C .电势差的公式U AB =W ABq中,U AB 与移动电荷的电荷量q 无关 D .电场中A 、B 两点间的电势差U AB 等于把正电荷q 从A 点移动到B 点时电场力所做的功2、(多选)【北京师范大学附属实验中学2014—2015学年度第一学期高二年级物理期中试卷】右图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有A .带正电的矿粉落在右侧B .电场力对矿粉做正功C .带负电的矿粉电势能变大D .带正电的矿粉电势能变小3、【北京师范大学附属实验中学2014—2015学年度第一学期高二年级物理期中试卷】如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面,下列判断正确的是A .1、2两点的场强相等B .1、3两点的场强相等C .1、2两点的电势相等D .2、3两点的电势相等4、【2014•北京市顺义区高三第一次统练】如图所示的电场中,一个正电荷从C 点分别沿直线被移动到A 点和B点,在这两个过程中,均需克服电场力做功,且做功的数值相同。
有可能满足这种情况的电场是A .存在沿y 轴正向的匀强电场B .存在沿x轴负向的匀强电场 C.在第Ⅰ象限内某位置有一个负点电荷 D .在第Ⅳ象限内某位置有一个负点电荷5、【北京市海淀区2015届高三上学期期末练习物理试题】如图8所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷分别固定在A 、B 两点,O 为AB 连线的中点,MN 为AB 的垂直平分线。
靖宇县第一中学21.电场中有A 、B 两点,A 点的电势φA =30 V ,B 点的电势φB =10 V ,一个电子由A 点运动到B 点的过程中,下面几种说法中正确的是( )A .电场力对电子做功20 eV ,电子的电势能减少了20 eVB .电子克服电场力做功20 eV ,电子的电势能减少了20 eVC .电场力对电子做功20 eV ,电子的电势能增加了20 eVD .电子克服电场力做功20 eV ,电子的电势能增加了20 eV2.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3.三个点电荷电场的电场线分布如图所示,图中a 、b 两点处的场强大小分别为E a 、E b ,电势分别为φa 、φb ,则( )A .E a >E b ,φa >φbB .E a <E b ,φa <φbC .E a >E b ,φa <φbD .E a <E b ,φa >φb4.如图,A 、B 、C 为电场中同一电场线上的三点,设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法中正确的是( )A .若在C 点由静止释放正电荷,则正电荷向B 运动,电势能减小 B .若在C 点由静止释放正电荷,则正电荷向B 运动,电势能增大 C .若在C 点由静止释放负电荷,则负电荷向A 运动,电势能增大D .若在C 点由静止释放负电荷,则负电荷向A 运动,电势能减小3.图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线.两粒子M 、N 质量相等,所带电荷的绝对值也相等.现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a 、b 、c 为实线与虚线的交点.已知O 点电势高于c 点.若不计重力,则( )A .M 带负电荷,N 带正电荷B .N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同C .N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D .M 在从O 点运动至b 点的过程中,电场力对它做的功等于零6.在一电场中,设想沿图所示的路径abcd 移动一电子,电场力做功分别是:从a 到b 为-4 eV ,从b 到c 为-2 eV ,从c 到d 为3 eV ,求a 、d 两点间的电势差.7.电场中有A 、B 两点,A 点的场强为4.0×103 N/C ,A 、B 两点的电势差为3.0×103 V .带电粒子所带电荷量为1.2×10-8 C ,质量为2×10-12 kg(重力不计),在A 点由静止释放,在电场力作用下,粒子从A 点移到B 点,求:(1)带电粒子在A 点时所受的电场力为多大? (2)释放瞬间,带电粒子的加速度多大?(3)带电粒子从A 点移到B 点,电场力做了多少功?电势能减少多少? (4)若电势能全部转化为粒子的动能,则粒子到达B 点时的速度是多少?。
第5节电势差对电势能、电势的理解1.关于电势和电势能的说法中正确的是( B )A.克服静电力做功时,负电荷的电势能一定减少B.电场中某点的电势数值上等于单位正电荷在静电力作用下,由该点运动到零电势点,静电力所做的功C.电场中电势为正值的地方,电荷的电势能必为正值D.正电荷沿电场线移动,其电势能一定增加解析:克服静电力做功时,电荷的电势能增加,选项A错误,若电荷从电场中某点移至零电势点,静电力做功为W,则电荷在某点的电势能E p=W,ϕ=,即选项B正确;根据ϕ=,得E p=qϕ,可知电势为正值的地方,正电荷的电势能为正值,而负电荷的电势能为负值,选项C错误;正电荷沿电场线方向移动,静电力做正功,电势能减少,选项D错误.2.(2017·长春质检)图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a,b是轨迹上的先、后两点.若带电粒子在运动中只受静电力作用,则根据题意不能够确定的是( A )A.带电粒子所带电荷的电性B.带电粒子经过a,b两点时的加速度大小关系C.带电粒子经过a,b两点时的速度大小关系D.带电粒子经过a,b两点时的电势能大小关系解析:粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a,b两点受到的静电力沿电场线向左.由于电场线方向不明,无法确定粒子的电性;根据电场线的疏密与电电场强度弱的关系,可判断出a,b两点电场的强弱及加速度大小关系;粒子从a到b静电力对粒子做负功,粒子的动能减小,电势能增大,则粒子在a点的速度较大,在b点电势能较大.故选项A 符合题意.3.(2017·威海质检)图中的虚线a,b,c,d表示匀强电场中的4个等势面.两个带电粒子M,N(重力忽略不计)以平行于等势面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示.已知M是带正电的粒子.则下列说法中正确的是( D )A.N一定也带正电B.a处的电势高于b处的电势,a处的电场强度大于b处的电场强度C.带电粒子N的动能减小,电势能增大D.带电粒子N的动能增大,电势能减小解析:由于电场线和等势线垂直,从粒子M的轨迹MPN可知,静电力水平向右,故电场的方向水平向右.而N粒子受静电力方向水平向左,所以N带负电,选项A错误;电场线水平向右,沿电场线电势降低,所以a 处的电势高于b处的电势,但a,b处电场强度相等,选项B错误;静电力对N粒子做正功,其电势能减小,动能增大,选项C错误,D正确.静电力做功与电势能、电势差的关系4.(2017·衡水质检)(多选)空间存在匀强电场,有一电荷量为q(q> 0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场,运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量为-q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场,运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响,则( AD )A.在O,A,B三点中,B点电势最高B.在O,A,B三点中,A点电势最高C.O,A间的电势差比B,O间的电势差大D.O,A间的电势差比B,O间的电势差小解析:正电荷从O点运动到A点,动能增大,静电力做正功,电势能减少,电势降低;负电荷从O点运动到B点,速度增大,静电力做正功,电势能减少,电势升高,故B点电势最高,A点电势最低,选项A正确,B错误;由动能定理有qU OA=m(2v0)2-0,得U OA=;-qU OB=m(3v0)2-m(2v0)2,得U OB=-,即U BO=,由此可知U BO>U OA,选项C错误,D正确.5.(2017·徐州质检)(多选)如图所示,匀强电场中三点A,B,C是一个三角形的三个顶点,∠ABC=∠CAB=30°,BC=2 m,已知电场线平行于△ABC所在的平面,一个带电荷量q=-2×10-6C的点电荷由A移到B的过程中,电势能增加1.2×10-5 J,由B移到C的过程中静电力做功6×10-6 J,下列说法正确的是( C )A.B,C两点的电势差U BC=3 VB.A点的电势低于B点的电势C.该电荷由C移到A的过程中,电势能减小D.A,C两点的电势差U AC=-2.4 V解析:由U BC=得,U BC= V=-3 V,选项A错误;该电荷由A到B的过程中,电势能增加,由ϕ=可知,ϕA>ϕB,选项B错误;由于W AC=W AB+W BC=-1.2×10-5 J+6×10-6 J=-6.0×10-6 J,所以W CA=-W AC=6.0×10-6 J,故电荷由C移到A的过程中,电势能减少,选项C正确;而U AC== V= 3 V,故选项D错误.6.(2017·福州质检)(多选)粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为v2(v2<v1).若小物体电荷量保持不变,OM=ON,则( AD )A.小物体上升的最大高度为B.从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小C.从M到N的过程中,静电力对小物体先做负功后做正功D.从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和静电力均是先增大后减小解析:设小物体上升的最大高度为h,由于OM=ON,则M,N处于同一等势面上,且物体上滑和下滑过程中,摩擦力做功相等,根据动能定理,整m-m,上滑过程有-mgh-W摩=0-m,由此得h=个过程中有-2W,选项A正确.从N到M的过程中,小物体与正点电荷间的距离先减小后增大,由库仑定律得知,小物体受到的静电力先增大后减小,静电力沿垂直于斜面方向的分力也先增大后减小,小物体所受的支持力也是先增大后减小,由F f=μF N知,小物体受到的摩擦力先增大后减小,由于静电力先做正功,后做负功,电势能先减小后增大;同理,小物体从M到N的过程中,静电力先做正功后做负功,选项B,C错误,D正确.7.如图所示,Q为固定的正点电荷,A,B两点在Q的正上方与Q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度正好又变为零.若此电荷在A点处的加速度大小为g,试求:(1)此电荷在B点处的加速度;(2)A,B两点间的电势差(用Q和h表示).解析:(1)由释放电荷的运动情况可知,该电荷必为正电荷,设其电荷量为q,由牛顿第二定律,在A点时mg-=m·g在B点时mg-=ma B解得a B=-3g,方向竖直向上且另一点电荷的电量q=.(2)释放电荷从A到B过程中,由动能定理得mg(h-0.25h)+qU AB=0,得U AB=-.答案:(1)大小为3g,方向竖直向上(2)-两个物块的电势能逐渐减少液滴受静电力和重力两个力作用,合力沿ab。
【巩固练习】 一、选择题:1、在静电场中,下列说法正确的是() A 、电场强度为零的点,电势一定为零B 、电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C 、电势降低的方向,一定是电场强度的方向D 、匀强电场中的等势面是一簇彼此平行的平面2、a 、b 为电场中的两点,且a 点电势高于b 点电势,则可知() A 、把负电荷从a 点移到b 点电场力做负功,电势能增加 B 、把正电荷从a 点移到b 点电场力做正功,电势能减少C 、无论移动的是正电荷还是负电荷,电荷的电势能都要减少D 、无论是否有电荷移动,a 点的电势能总是大于b 点的电势能3、一负电荷仅受电场力的作用,从电场中的A 点运动到B 点,在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则A 、B 两点电场强度A B E E 、及该电荷在A 、B 两点的电势能pA pB E E 、之间的关系为()A B A B pA pB pA pB A E E B E E C E E D E E ==、、<、、>4、如图(1)是某一点电荷形成的电场中的一条电场线,A 、B 是电场线上的两点,一负电荷q 仅在电场力作用下以初速度v 0从A 运动到B 过程中的速度图线如图(2)所示,则以下说法中正确的是( )A 、A 、B 两点的电场强度是A B E E < B 、A 、B 两点的电势是A B ϕϕ>C 、负电荷q 在A 、B 两点的电势能大小是pA pB E <ED 、此电场一定是负电荷形成的电场5、如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电荷量为10-6C 的粒子在电场中仅受电场力作用,当它从A 点运动到B 点时动能减少了10-5J.已知A 点的电势为-10 V ,则以下判断正确的是( ) A 、粒子的运动轨迹如图中的虚线1所示 B 、粒子的运动轨迹如图中的虚线2所示 C 、B 点电势为零 D 、B 点电势为-20 V6、如图所示,虚线a 、b 、c 表示电场中的三个等势面与纸平面的交线,且相邻等势面之间的电势差相等.实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M 、N 是这条轨迹上的两点,则下面说法中正确的是()A 、三个等势面中,a 的电势最高B 、对于M 、N 两点,带电粒子通过M 点时电势能较大C 、对于M 、N 两点,带电粒子通过M 点时动能较大D 、带电粒子由M 运动到N 时,加速度增大7、如图所示的同心圆(虚线)是电场中的一簇等势线,一个电子只在电场力作用下沿着直线由A 向C 运动时的速度越来越小,B 为线段AC 的中点,则有( ) A 、电子沿AC 运动时受到的电场力越来越小 B 、电子沿AC 运动时它具有的电势能越来越大 C 、电势A B C ϕϕϕ>> D 、电势差AB BC U U =8、如图所示,实线为一匀强电场的电场线,一个带电粒子射入电场后,留下一条从a 到b 虚线所示的径迹,重力不计.下列判断正确的是() A 、b 点电势高于a 点电势B 、粒子在a 点的动能大于在b 点的动能C 、粒子在a 点的电势能小于在b 点的电势能D 、场强方向向左9、如图,三个等势面上有a 、b 、c 、d 四点,若将一正电荷由c 经a 移到d 点,电场力做正功W 1;若由c 经b 移到d 点,电场力做正功W 2,则W 1与W 2,c 、d 两点电势c ϕ、d ϕ关系为() A 、12W W >,c d ϕϕ> B 、12W W <,c d ϕϕ<C 、12W W =,c d ϕϕ<D 、12W W =,c d ϕϕ>10、如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,带电为0―21C +的微粒在电场中只受电场力作用,由A 点移到B 点,动能损失0.1 J.若A 点电势为―10 V ,则下列判断正确的是()①B 点的电势为10 V ②电场线方向从右向左③微粒的运动轨迹可能是轨迹1 ④微粒的运动轨迹可能是轨迹2A 、①③B 、②④C 、②③D 、①④二、解答题:1、在竖直平面内有水平向右,场强为4E 110N /C =⨯的匀强电场.在匀强电场中有一根长L=2m 的绝缘细线,一端固定在O 点,另一端系一质量为0.04kg 的带电小球,它静止时悬线与竖直方向成37°角,如图所示,若小球恰能绕O 点在竖直平面内做圆周运动,试求: (1)小球的带电量Q ; (2)小球动能的最小值; (3)小球机械能的最小值.(取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点,cos37°=0.8,g=10m/s 2)2、如图所示,匀强电场中,A 、B 、C 三点构成一个直角三角形,把电荷量q=-2×10-10 C 的点电荷由A 点移动到B 点,电场力做功4.8×10-8 J ,再由B 点移到C 点电荷克服电场力做功4.8×10-8 J ,取B 点的电势为零,求A 、C 两点的电势及场强的方向.3、如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆与半径为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2gR .求:(1)小球滑至C 点时的速度的大小; (2)A 、B 两点间的电势差;(3)若以C 点作为参考点(零电势点),试确定A 点的电势.【答案与解析】 一、选择题:1、D解析:场强和电势在数值上没有必然的联系,所以AB 选项错误;场强的方向一定是电势降低的方向,反之则不成立,C 选项错误;故只有D 选项正确. 2、AB解析:由电场力的计算公式()ab a b W q ϕϕ=-及ab pa pb W E E =-知,选项A 、B 正确,CD 错误.3、AD解析:电荷在静电场中做匀加速运动,必受恒力作用,必是在匀强电场中运动,故A 正确;由能量守恒,动能大的地方电荷的电势能小,所以PA PB E E >,选项D 正确. 4、ABD解析:由v t -图知,负电荷q 做加速度增大的减速运动,故所受电场力变大,电场强度变大,B A E E >,A 对,又因电场力的方向在(1)图中向左,故电场线的方向为A →B ,则A B ϕϕ>,B 正确.又p E q ϕ=,对负电荷q ,pA pB E <E ,C 错,根据电场线的方向和电场强度的特点知,此电场一定是负电荷形成的电场,D 对.5、AC解析:根据题意分析得:粒子只受到电场力,当它从A 点运动到B 点时动能减少了,说明它从A 点运动到B 点电场力做了负功,所以偏转的情况应该如轨迹1所示,因而选项B 错误;根据电场力做功W qU =,电势差W 10 V ABAB A B U qϕϕ==-=-,得0B ϕ=,故C 正确.所以选A 、C. 6、CD解析:由于带电粒子做曲线运动,所受电场力方向必定指向轨道的凹侧,且和等势面垂直,所以,由电场线的方指向电势降低的方向,故c b a ϕϕϕ>>,选项A 错.带正电粒子若从N 点运动到M 点,场强方向与运动方向成锐角,电场力做正功,即电势能减少;若从M 点运动到N 点,场强方向与运动方向成钝角,电场力做负功,电势能增加,故选项B 错.根据能量守恒定律,电荷的动能和电势能之和不变,故粒子在M 点的动能较大,选项C 正确.由于相邻等势面之间电势差相等,因N 点等势面较密,则N M E E >,即N M qE qE >.由牛顿第二定律知,带电粒子从M 点运动到N 点时,加速度增大,选项D 正确. 7、BC解析:由题给的等势线为同心圆可知场源为位于圆心处的点电荷,越靠近点电荷,电场强度越大,所以电子沿AC 运动时受到的电场力越来越大,选项A 错;由电子只在电场力作用下由A 向C 运动时速度越来越小,可知电场力做负功,电子势能越来越大,选项B 正确;电子所受电场力方向沿CA 方向,即电场方向沿AC 方向,场源点电荷为负电荷,电势A 点最高,C 点最低,选项C 正确;由A 到C 电场强度增加,因为B 为AC 中点.所以U AB <U BC ,故D 错. 8、BC解析:如图,假设粒子从a→b ,则由曲线运动的特点,粒子速度方向和受力方向可确定.由于粒子电性未知,不能确定场强方向,也不能判断电势高低.由于电场力F 做负功,故动能减小.假设粒子从b→a ,可得出同样结论.9、D解析:01cd c a d W qU →→=:>,因为q >0,所以0cd U >,即c d ϕϕ>.2cd c b d W qU →→=:,所以12W W =,故D 正确.10、C解析:正电荷只在电场力作用下从A 运动到B ,动能损失0.1 J ,则电势能增加0.1 J ,A B ϕϕ<,且电场力做功为W AB =-0.1 J ,所以20.1V 10V 10AB AB A B W U q ϕϕ--=-===-,由于10V A ϕ=-,所以0B ϕ=,①错.由于正电荷从A 向B 运动时电场力做负功,所以,正电荷所受电场力方向为沿电场线向左,则电场线的方向为从右向左,②对.由于微粒只受电场力作用做曲线运动,则电场力一定指向它运动轨迹的内侧,所以,它的运动轨迹应为1,而不是2,故③对,④错.应选C. 二、解答题:1、(1)5310Q C =⨯-(2)2min 10.52K B E mv J ==(3)1.54J 解析:(1)因为0tan 37EQ mg=,所以得到:0tan 37mg Q E =,代入数据得:5310Q C =⨯-.(2)由于重力和电场力都是恒力,所以它们的合力也是恒力.在圆上各点中,小球在平衡位置A 点时的势能(重力势能和电势能之和)最小,在平衡位置的对称点B 点,小球的势能最大,由于小球总能量不变,所以在B 点的动能最小,在B 点,小球受到的重力和电场力,其合力作为小球做圆周运动的向心力,而绳的拉力恰为零,有:22B 010.5,,0.5cos372K B mv mg F N F E mv J L =====合而所以 (3)由于总能量保持不变,即E k +E PG +E PE =恒量.所以当小球在圆上最左侧的C 点时,电势能E PE 最大,机械能最小.由B 运动到A ,002sin372KA KB W qEL J E E +==-合力=2m gLcos 37,又KB E J =0.5,总能量.KA E E =25J =,由C 运动到A ,电场力做功··0.E E W F L 1sin3796J +︒=()=,即电势能减少0.96J ,所以C 点的机械能为.0..25J 96J 154J -=. 2、240V A C ϕϕ==-,电场方向垂直于AC ,指向左下方 解析:把电荷从A 点移到B 点,由ABAB W U q=得: 8104.810V 240V 210ABU --⨯==--⨯, 240V A B A ϕϕϕ-==-把电荷从B 点移到C 点,8104.810V 240V 210BC BCW U q ---⨯===-⨯ 240V B C C ϕϕϕ-=-=,则240V C ϕ=-因为A C ϕϕ=,即A 、C 在同一等势面上,根据场强与等势面垂直且由高电势处指向低电势处,可得该电场的场强方向垂直于AC ,指向左上方.3、(1)7C v gR =2)B /(2)A U mgR q =-(3)/(2)A mgR q ϕ=-解析:(1)因为B 、C 两点电势相等,故小球从B 到C 的过程中电场力做的总功为零.由几何关系可得BC 的竖直高度BC h 3R /2=根据动能定理有223/2/2/2C B mg R mv mv ⨯=-解得7C v gR =(2)小球从A 到B ,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有2B B 1.5/2A mg R qU mv ⨯-=解得B /(2)A U mgR q =-(3)B 、C 在同一等势面上,B =A C ϕϕϕ<、0C ϕ=,所以/(2)A AC AB U U mgR q ϕ===-.。