2020高中物理 第一章 5 第4节 电势能和电势练习（含解析）-1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE11-学必求其心得，业必贵于专精电势能和电势（建议用时：40分钟)【A组基础巩固】1．静电场中,下列说法正确的是(）A．电场强度相同的各点，电势也一定相同B．电场越强的地方,电势也越高C．同一等势面上各个点的电场强度不一定相等D．点电荷在电势越高的地方，其电势能也越大解析：选C。电场强度相同的各点,电势不一定相同，例如匀强电场中同一条电场线上的各点电场强度相同，但是电势不同,选项A错误；电场越强的地方，电势不一定越高，例如距离负的点电荷较近的点,电场强度较大,但是电势较低,选项B错误；同一等势面上各个点的电场强度不一定相等，例如等量异种电荷连线的中垂线上的各点,电势均为零，但是电场强度不相同，选项C正确;正的点电荷在电势越高的地方,其电势能也越大，选项D错误．2．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(）A．a点的电场强度小于b点的电场强度B．b点的电势低于c点的电势C．平行金属板之间的电场，可以看做匀强电场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解析:选B。由电场线疏密可知，a点电场强度大于b点电场强度，选项A错误；由于φb＝φd，而φc〉φd，所以φc>φb，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做匀强电场,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．3．（2019·湖南衡阳一中月考）空间某区域里电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(）A．c点电场强度方向与d点电场强度方向相同B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点D．将一试探电荷－q由a移至b的过程中，电势能减小解析：选B.电场线上的每一点的切线方向表示电场强度方向，由图可知，c点和d点的电场强度方向不同，故A错误;沿着电场线的方向电势逐渐降低，则φa〉φb，故B正确；若将一试探电荷＋q由a点静止释放，将沿着a点的电场强度方向开始运动,运动轨迹不是电场线，故C错误；若将一试探电荷－q由a点到b点电场力做负功，电势能增加,故D错误．4。(2019·广西南宁期中)如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是(）A．电势φA〉φB，电场强度EA>EBB．电势φA<φB,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〈EpB解析：选D。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〈EB；沿着电场线的方向，电势逐渐降低,由图示可知φB<φA，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．5.(2019·福建师大附中期中）如图所示的三条相互平行、距离相等的虚线分别表示电场中的三个等势面,电势分别为7V、14V、21V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，下列说法正确的是()A．粒子运动径迹一定是a→b→cB．粒子一定带正电C．粒子在三点的电势能大小关系为Epc＞Epa＞EpbD．粒子在三点的动能大小关系为Ekb＜Eka＜Ekc解析：选D。据运动的对称性，粒子可能a→b→c运动,也可能c→b→a运动，故A项错误；据等势面平行等间距和电势的高低可知，电场是匀强电场且方向竖直向上，结合粒子轨迹的弯曲方向可知粒子所受电场力方向向下，所以粒子带负电，故B项错误；粒子带负电，电势越高，电势能越小，则Epc〈Epa〈Epb，故C项错误；只有电场力做功,粒子的电势能和动能之和不变，又Epc<Epa<Epb,所以Ekc>Eka〉Ekb,故D项正确．6。(多选)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，可以判断（）A．此粒子一直受到静电排斥力作用B．粒子在A点和C点的速度大小一定相等C．粒子在B点的动能一定大于在A点的动能D．粒子在B点的电势能一定大于在C点的电势能解析：选ABD.如题图所示，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用,故A正确；A、C两点处于同一等势面上，从A到C，电场力做功为零，则A、C两点动能相等，速度大小相等，故B正确；从A到B过程中,电场力做负功，可知电势能增大，动能减小,粒子在B点的动能一定小于在A点的动能，故C错误；从B到C过程中，电场力做正功，可知电势能减小，粒子在B点的电势能一定大于在C点的电势能，故D正确．7．（多选）(2019·广西融水中学段考）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的微粒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，则以下判断正确的是(）A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C．B点电势高于A点电势D．B点电势低于A点电势解析：选AC.由题，带正电的微粒仅受电场力的作用,从A点运动到B点时动能减少了10－5J，说明电场力做负功，则知电场力方向水平向左,根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧，故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示．故A正确,B错误；由于微粒带正电，电场力水平向左，则电场强度方向水平向左．顺着电场线方向，电势降低，则B点电势高于A点电势，故C正确,D错误．8．（2019·山东青岛二中质检)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（）A．A、B、C、D四个点的电场强度相同B．O点电场强度等于零C．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解析：选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．【B组素养提升】9．(多选）(2019·福建三明联考)如图所示，带电粒子在电场中由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，则下列说法判断正确的是()A．该带电粒子带正电B．A处电势比B处电势高C．从A到B的运动过程中，电场力做负功，动能减少D．该粒子从A到B的过程中加速度增大，速度也增大解析:选ABD.电场力的方向沿电场线的切线，又粒子做曲线运动，电场力指向轨迹的凹侧，则粒子在A点的受力如图，粒子带正电，故A项正确；过B点作等势面如图，顺着电场线电势降低,则A处电势比B处电势高，故B项正确;从A到B的运动过程中，电场力方向与运动方向成锐角，电场力做正功，粒子动能增大,速度增大,故C项错误;粒子从A向B运动，电场线变得密集，粒子所受电场力增大,粒子的加速度增大，又据C项分析知，粒子速度增大,故D项正确．10．（多选）（2019·安徽滁州期中）如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是()A．A、B两处电势、电场强度均相同B．C、D两处电势、电场强度均相同C．在虚线AB上O点的电场强度最大D．带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能解析：选BD.根据顺着电场线方向电势降低,结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B电场强度相同，A点电势高，故A错误;根据等量异种电荷等势面分布可知：CD是一条等势线,C、D两处电势相同．由电场分布的对称性可知:C、D两处的电场强度相同，故B正确;根据电场线疏密表示电场强度的大小可知，在AB之间，O点电场强度最小，故C错误；O点电势高于B点电势，正试探电荷在O处电势能大于在B处电势能,故D正确．11．如图所示，在电场强度为E＝1×104N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L＝1m的绝缘细杆（质量不计)固定一个质量为m＝0。2kg、电荷量为q＝5×10－6C、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．求：（1)电场力对小球做功W电为多少？小球电势能如何变化？(2)小球在最低点的动能EkB为多少？解析：（1）电场力做功仅与初、末位置有关,W电＝qE·L＝5×10－6×1×104×1J＝5×10－2J电场力做正功，小球电势能减小．（2）由动能定理得mgL＋W电＝EkB－0所以EkB＝0.2×10×1J＋5×10－2J＝2.05J.答案:(1)5×10－2J电势能减小(2）2。05J12．（2019·湖南长郡中学质检)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m＝2。0×10－3kg、电荷量q＝2。0×10－6C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s＝6.0t－10t2，式中s的单位为m，t的单位为s。不计空气阻力,取g＝10m/s2.求:（1）匀强电场的电场强度大小和方向；（2）带电物体在0～0.5s内电势能的变化量．解析：（1）由位移随时间的变化规律s＝6。0t－10t2知,物体的初速度为v0＝6m/s,加速度为a＝－20m/s2，由牛顿第二定