高中物理 1.4电势能和电势同步练习 新人教版选修31.doc

4电势能和电势a组1.下列说法正确的是()a.电荷从电场中的a点运动到了b点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同b.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零c.正电荷沿着电场线运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷做负功d.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立解析:静电力做功和电荷运动路径无关,所以选项a错误;静电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,静电力做功为零,选项b正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的静电力和电荷的位移方向相同,故静电力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,静电力对负电荷做正功,选项c错误;电荷在电场中虽然有静电力做功,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,选项d错误。答案:b2.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,静电力做了负功,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少解析:从a到b,静电力对正电荷做负功,该电荷电势能增加,qaqb,即ab,电场强度eaebb.电势ab,电场强度eaepb解析:从题图可以看出,b处电场线较密,故电场强度eab,选项a错误,b正确;正电荷受静电力方向与电场线方向相同,从a向b移动时静电力做正功,电势能减少,负电荷受静电力方向与电场线方向相反,从a移动到b时,静电力做负功,电势能增加,即电势能epaepb,选项c正确,d错误。答案:bc4.如图所示,实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线,则下列有关p、q两点的相关说法中正确的是()a.两点的电场强度等大、反向b.p点电场更强c.两点电势一样高d.q点的电势较低解析:p点电场线较疏,q点电场线较密,所以q点电场强度更强,选项a、b错误。p、q两点在同一条等势线上,所以两点电势一样高,选项c正确,选项d错误。答案:c5.将一正电荷从无穷远处移至电场中m点,静电力做功为6.010-9 j,若将一个等量的负电荷从电场中n点移向无穷远处,静电力做功为7.010-9 j,则m、n两点的电势m、n有如下关系()a.mnm0c.nmn0解析:取无穷远处电势=0。对正电荷有wm=0-epm=-qm,m=- v;对负电荷有wn=epn-0=-qn,n=- v,所以nm0,选项c正确。答案:c6.(多选)如图所示,某区域电场左右对称分布,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点电场强度一定大于n点电场强度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,静电力做正功解析:沿电场线方向电势逐渐降低,m点电势一定高于n点电势,选项a正确;因电场线越密的区域电场强度越大,由题图可知,n点电场强度大于m点电场强度,选项b错误;由ep=q可知,正电荷在m点的电势能大于在n点的电势能,选项c正确;电子从m点移到n点的过程中,受到的静电力与移动方向相反,静电力做负功,选项d错误。答案:ac7.把q=1.010-8 c的电荷从无穷远处移到电场中的a点,克服静电力做功w=1.210-4 j。(1)q在a点的电势能和a点的电势各是多少?(2)q在未移入电场前a点的电势是多少?解析:(1)静电力做负功,电势能增加,无穷远处的电势为零,电荷在无穷远处的电势能也为零,电势能的变化量等于静电力做的功,即wa=ep-epa=0-epa。所以epa=-wa=w=1.210-4 j,a= v=1.2104 v。(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在移入电场前,a点的电势仍为1.2104 v。答案:(1)1.210-4 j1.2104 v(2)1.2104 v8.如图所示,在电场强度为e=104 n/c、方向水平向右的匀强电场中,用一根长l=1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2 kg、电荷量为q=510-6 c的带正电的小球。细杆可绕轴o在竖直平面内自由转动。现将杆由水平位置a轻轻释放,在小球运动到最低点b的过程中,静电力对小球做功多少?小球电势能如何变化?解析:静电力做功与路径无关。在小球由a运动到最低点b的过程中,静电力对小球做的正功为w=qel=510-61041 j=0.05 j静电力对小球做正功,小球电势能减少,减少的电势能为0.05 j。答案:0.05 j电势能减少0.05 jb组1.(多选)如图是某一点电荷的电场线分布图,下列表述正确的是()a.a点的电势高于b点的电势b.该点电荷带负电c.a点和b点电场强度的方向相同d.a点的电场强度大于b点的电场强度解析:过a点作出等势面如图所示,则a点与c点电势相等,由于沿电场线方向电势降低,所以b点电势高于c点电势,即b点电势高于a点电势,选项a错误;由题图可以判断该点电荷带负电,选项b正确;a点和b点电场强度的方向都沿各自所在电场线的方向,所以方向不同,选项c错误;由于电场线密集处电场强度大,所以a点电场强度大于b点电场强度,选项d正确。答案:bd2.(多选)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静电力作用,所以不做功b.等势面上各点的电场强度相等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解析:电荷在等势面上移动时受静电力作用,只是静电力与运动方向垂直,所以静电力不做功,选项a错误;等势面的疏密可表示电场的强弱,等势面上各点的电场强度不一定相等,选项b错误;根据点电荷形成电场的等势面分布特点,是以点电荷为球心的一簇球面,选项c正确;匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平面,选项d正确。答案:cd3.如图所示,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,则下列判断一定错误的是()a.此粒子一直受到静电排斥力作用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点的速度一定大于在a点的速度d.粒子在a点和c点的速度大小一定相等解析:由运动轨迹可判断带电粒子与点电荷为同号电荷,相互排斥,选项a正确;粒子从a到b静电力做负功,电势能增加,动能减少,故选项b正确,c错误;a、c在同一等势面上,故粒子与a、c两点的电势能相等、动能相等、速度大小相等,选项d正确。答案:c4.一带电油滴在匀强电场e中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()a.动能减少b.电势能增加c.动能和电势能之和减少d.重力势能和电势能之和增加解析:由题可知,油滴受到的静电力方向是竖直向上的,并且静电力大于重力;油滴从a运动到b的过程中,在竖直方向重力做的功小于静电力做的功,根据能量守恒知必有一部分功转化为油滴的动能,所以动能增大,选项a错误。由于静电力对油滴做的是正功,所以电势能减少,选项b错误。静电力做的功一部分用来增加动能,另一部分用来增加重力势能,所以动能和电势能之和减少,选项c正确。重力势能和电势能之和也减少,选项d错误。答案:c5.如图所示,在电场强度e=104 n/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、电荷量q=210-6 c的带正电小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,则小球到达最低点b的速度是多