2020-2021学年高二物理人教版选修3-1课时分层作业4　电势能和电势 Word版含解析

1、课时分层作业(四)(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1(多选)下列关于电势高低的判断，正确的是()a负电荷从a移到b时，静电力做正功，a点的电势一定较高b负电荷从a移到b时，电势能增加，a点的电势一定较低c正电荷从a移到b时，电势能增加，a点的电势一定较低d正电荷只在静电力作用下由静止开始从a移到b，a点的电势一定较高cd根据静电力做功和电势能变化的关系，不管是正电荷还是负电荷，只要静电力做正功，电势能就减少，只要静电力做负功，电势能就增加；正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同，正电荷在电势高处具有的电势能大，负电荷在电势低处具有的电势能

2、大，选项c、d正确。2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c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。3.(多选)如图所示，曲线表示一簇关于x轴对称的等势面，在x轴上有a、b两点，则()aa点场强小于b点场强ba点场强方向指向x轴负方向ca点场强大于b点场强da点电势高于b点电势ad由于电场线与等势面垂直，所以b点处的电场线比a点处的密，b点场强大于a

3、点场强，故a正确，c错误；电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故b错误；由沿电场线方向电势降低可知，d正确。4带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线(电场的方向未画出)。在图中，若上极板带正电，虚线mn是穿过两板正中央的一条直线，则关于这个电场，以下说法正确的是()aa点的场强小于b点的场强bb点的电势低于c点的电势c平行金属板之间的电场，可以看作匀强电场d若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿电场线运动到负极板b由电场线疏密可知，a点场强大于b点场强，选项a错误；

4、由于bd，而c>d，所以c>b，选项b正确；由于电场线不是平行等间距直线，所以平行金属板间电场不能看作匀强电场，选项c错误；由于有的电场线不是直线，所以电荷不一定沿电场线运动，选项d错误。5(多选)如图甲所示，ab是电场中的一条直线，电子以某一初速度从a点出发，仅在电场力作用下沿ab运动到b点，其v­t图象如图乙所示。关于a、b两点的电场强度ea、eb和电势a、b的关系，下列判断正确的是()甲乙aea>ebbea<ebca>b da<bac由v­t图象可知：电子做的是加速度越来越小的变减速运动，电子受到的电场力就是其所受的合外力，即电场力

5、越来越小，由feq可知，电场强度越来越小，即ea>eb，a选项正确；由于电子带负电，其所受的电场力方向与场强方向相反，则电场强度的方向应为由a指向b，由沿电场线方向电势越来越低，可得a>b，c选项正确。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，电场强度ea>ebb电势a<b，电场强度ea<ebc将电荷量为q的正电荷从a点移到b点，电场力做负功，电势能增大d将电荷量为q的负电荷分别放在a、b两点，电荷具有的电势能epa<epbd由图示可知，b处的电场线密，a处的电场线稀疏，因此b点的电场强度大，a点的电场强度小，即ea<e

6、b；沿着电场线的方向，电势逐渐降低，由图示可知b<a，故a、b错误。将电荷量为q的正电荷从a点移到b点，电场力做正功，电势能减小，故c错误。将电荷量为q的负电荷从a点移到b点，电场力做负功，电势能增加，则有epb>epa，故d正确。二、非选择题(14分)7将带电荷量q11.0×108 c的点电荷，从无限远处移到匀强电场中的p点，需克服电场力做功2.0×106 j，q1在p点受到的电场力是2.0×105 n，方向向右。试求：(1)p点场强的大小和方向；(2)电荷的电势能在移动过程中如何变化？电荷在p点的电势能是多少？解析(1)e n/c2 000 n/c

7、，方向向右。(2)无穷远处电势能为零，电荷在由无穷远处移到该点过程中电场力做负功，电势能增加，在p点的电势能等于该过程中克服电场力做的功epwp2.0×106 j。答案(1)2 000 n/c向右(2)增加20×106 j一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.如图所示，q是带正电的点电荷，p1、p2为其产生的电场中的两点，若e1、e2分别为p1和p2两点的电场强度的大小，1、2分别为p1和p2两点的电势，则()ae1>e2，1>2 be1>e2，1<2ce1<e2，1>2 de1<e2，1<2a由正电荷周围电场线

8、的特点可知e1>e2，沿电场线方向电势逐渐降低，可知1>2，选项a正确。2在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是()a b c dc因为电势是标量，并且a、b在题中的四个电场中具有对称性，故四个电场中a、b两点的电势都是相等的，而电场强度是矢量，a图中两对称点的电场强度大小相等、方向相反；b图中两个场强叠加后，a点的场强方向斜向右上方，b点的场强方向斜向右下方；c图中两对称点的场强大小相等，方向都是水平向右；d图中a点的场强方向向上，b点的场强方向向下，因此只有选项c正确。3如图所示，在真空中有两个带相等电荷量的正电荷q1和q2，它

9、们分别固定在a、b两点，cd为a、b连线的中垂线。现将正电荷q3由c沿cd移至无限远处，在此过程中()aq3的电势能逐渐增加bq3的电势能先逐渐增加，后逐渐减少cq3受到的静电力逐渐减小dq3受到的静电力先逐渐增大，后逐渐减小dcd线上各点场强方向均为cd，场强大小先逐渐增大，再逐渐减小，所受静电力先逐渐增大，再逐渐减小，选项c错误，选项d正确；静电力一直对电荷q3做正功，电势能逐渐减小，选项a、b错误。4如图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处。a、b、c、d为正方形四个边的中点，o为正方形的中心，下列说法中正确的是()aa、b、c、d四个点的电场强度相同bo点电场强度等于零c将

10、一带正电的试探电荷匀速从b点沿直线移动到d点，电场力做功为零d将一带正电的试探电荷匀速从a点沿直线移动到c点，试探电荷具有的电势能增大c由点电荷电场叠加规律以及对称关系可知，a、c两点电场强度相同，b、d两点电场强度相同，选项a错误；o点的电场强度方向水平向右，不为0，选项b错误；由电场分布和对称关系可知，将一带正电的试探电荷匀速从b点沿直线移动到d点，电场力做功为零；将一带正电的试探电荷匀速从a点沿直线移动到c点，电场力做正功，试探电荷具有的电势能减小，选项c正确，d错误。二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量

11、m2.0×103 kg、电荷量q2.0×106 c的带正电的物体(可视为质点)，从o点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为s6.0t10t2，式中s的单位为m，t的单位为s。不计空气阻力，取g10 m/s2。求：(1)匀强电场的电场强度大小和方向；(2)带电物体在00.5 s内电势能的变化量。解析(1)由位移随时间的变化规律s6.0t10t2知，物体的初速度为v06 m/s，加速度为a20 m/s2，由牛顿第二定律得qema，解得e2×104 n/c，由于物体带正电且电场力方向向左，所以电场强度方向水平向左。(2)由运动学公式知0.5 s末的速度为v1v0at6 m/s20×0.5 m/s4 m/s，由功能关系知，带电物体在00.5 s内电势能的增加量为em(vv)2×102 j。答案(1)2×104 n/c水平向左(2)2×102 j6(14分)如图所示，在匀强电场中，电场线与水平方向的夹角为，有一质量为m、带电荷量为q的带电小球，用长为l的细线悬挂于o点，当小球静止时，细线oa恰好呈水平状态。(重力加速度为g)(1)求电场强度的大小；(2)若用外力使小球绕o点做半径为l的圆周运动沿圆弧