电势能与电势差练习

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第二周物理周末练

一. 单项选择题(每题6分,共42分)

1.在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( )

A.伽利略发现了行星运动的规律

B.牛顿通过实验测出了引力常量

C.库仑发现了点电荷的相互作用规律

D.安培通过油滴实验测定了元电荷的数值

2.如图所示是某电场中几条电场线,在电场中有A.B两点,试比较两点的电场强度E大小和电势φ高低,其中正确的是( )

A.EA>EB,φA>φB B.EA<EB,φA<φB

C.EA>EB,φA<φB D.EA<EB,φA>φB

3.如图所示,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Uab=Ubc,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( )

A.三个等势面中,a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点小

4.两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图7所示,由图可知( )

A.两质点带异号电荷,且Q1>Q2

B.两质点带异号电荷,且Q1

C.两质点带同号电荷,且Q1>Q2

D.两质点带同号电荷,且Q1

5.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W1;若由c经b移到d点,电场力做正功W2,则W1与W2,c.d两点电势c.d关系为( )

A.12WW>,cd B.12WW<,cd

C.12WW=,cd D.12WW=,cd

6.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2

A.①③ B.②④ C.②③ D.①④

7.如图所示,一质量为m.带电荷量为q的粒子,以初速度v0从a点竖直向上射入水平匀强电场中,粒子通过电场中b点时速度为2v0,方向与电场方向一致.则a.b两点间电势差为( )

A.202mvq B.203mvq C.202mvq D.2032mvq

二. 多项选择题(每题8分,共24分,漏选4分,错选不得分)

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.如图所示,某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

10.电子在电场中A点具有80ev电势能,它由A点运动到B点过程中,克服电场力做功30ev( )

A.电子在B点的电势能是30ev B.电子的电势能增加30ev

C.电子在B点的电势能是110ev D.B点的电势是-110V

三.计算题

11.(14分)如图所示,在匀强电场中,有A.B两点,它们的间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为5210C的电荷由A移到B,其电势能增加了3110J。求:

(1)从A移到B的过程中,电场力对电荷做的功ABW;

(2)A.B两点的电势差ABU;

12.(20分)如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾角为α,小球A带正电,电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷。将A由距B竖直高度为H处无初速度释放,小球A下滑过程中电荷量不变。不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g。求:

(1)A球刚释放时的加速度大小。

(2)当A球的动能最大时,A球与B点的距离。

13(选做20分).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.

11.(1)-3AB1.010JW;(2)AB50VU;

12.解析:(1)由牛顿第二定律可知mgsin α-F=ma

根据库仑定律有F=kqQr2

又知r=Hsin α

得a=gsin α-kQqsin2αmH2。

(2)当A球受到合力为零,即加速度为零时,动能最大。设此时A球与B点间的距离为d,则mgsin α=kQqd2

解得d= kQqmgsin α。

答案:(1)gsin α-kQqsin2αmH2 (2) kQqmgsin α

13.(1)7CvgR(2)B/(2)AUmgRq(3)/(2)AmgRq

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BCh3R /2

根据动能定理有223/2/2/2CBmgRmvmv

解得7CvgR

(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

2BB1.5/2AmgRqUmv

解得B/(2)AUmgRq

(3)B.C在同一等势面上,B=AC.0C,所以/(2)AACABUUmgRq.