18学年高中物理课时跟踪检测(四)电势能电势与电势差教科版选修3-1

PAGEPAGE4。。内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯课时跟踪检测（四）电势能电势与电势差1．(多选)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()A．电场强度的方向处处与等电势面垂直B．电场强度为零的地方，电势也为零C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向解析：选AD根据电场强度与电势的关系解题。电场线(电场强度)的方向总是与等电势面垂直，选项A正确。电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强度等于零的地方，电势不一定等于零，选项B错误。沿着电场线方向，电势不断降落，电势的高低与电场强度的大小无必然关系，选项C错误。电场线(电场强度)的方向总是从高的等电势面指向低的等电势面，而且是电势降落最快的方向，选项D正确。2．下列说法正确的是()A．A、B两点的电势差，等于将正电荷从A点移到B点时电场力所做的功B．电势差是一个标量，但是有正值或负值之分C．电场力做功跟移动电荷的路径无关，但电势差跟移动电荷的路径有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB＝UBA解析：选B由电势差的定义可知A项错误。从电势差的特性可知电势差是标量，有正负之分，B项正确。从电场力做功的特性及电势差的定义可知两点间电势差只与两点的位置有关，C项错误。由UAB＝φA－φB＝－(φB－φA)＝－UBA，故D项错误。3．(多选)a、b为电场中的两点，且a点电势高于b点，则可知()A．把负电荷从a点移到b点静电力做负功，电势能增加B．把正电荷从a点移到b点静电力做正功，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点电势能总是大于b点的电势能解析：选AB正电荷在电势越高的地方具有的电势能越大，而负电荷在电势越高的地方具有的电势能越小。可知正电荷从a移到b电势能减小，负电荷从a移到b电势能增加。无论正电荷还是负电荷，静电力做正功电势能减小，静电力做负功电势能增加，因此A、B正确，C错误。对D选项，首先要清楚，在电场中某点放入电荷，这个电荷就具有电势能，如重力势能属于物体和地球构成的系统一样，电势能是由放入电场的电荷和电场共同决定的，不明确放在a、b点的电荷性质，不能比较其电势能高低；若a、b两点不放入电荷，单就电场中的某点，不存在电势能问题，因此D选项错误。4.一带电粒子在匀强电场E中的运动轨迹如图1中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电粒子从a点运动到b点的过程中，能量变化情况为()图1A．动能减小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：选C由带电粒子在电场中运动轨迹可知带电粒子受电场力方向与场强方向相反，粒子带负电，带电粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，重力做负功，重力势能增加，合外力做正功，动能增加，并且电势能的减少量等于重力势能和动能的增加量，所以只有C正确。5．(多选)如图2所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为＋Q的小球P。带电荷量分别为－q和＋2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上。P与M相距L，P、M和N视为点电荷，下列说法正确的是()图2A．M与N的距离大于L B．P、M和N在同一直线上C．在P产生的电场中，M、N处的电势相同 D．M、N及细杆组成的系统所受合外力为零解析：选BD由于小球M、N及细杆处于静止状态，因此M、N及细杆组成的系统合外力为零，D项正确；整体受到的库仑力的合力为零，即keq\f(Qq,L2)＝keq\f(Q·2q,r＋L2)，解得r＝(eq\r(2)－1)L，A项错误；由于P对M、N的库仑力等大反向，因此P、M、N三者必在一条直线上，B项正确；在P点产生的电场中，离P点越远电势越低，C项错误。图4A．EA一定大于EB，φA一定大于φBB．EA不一定大于EB，φA一定大于φBC．EA一定大于EB，φA不一定大于φBD．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB解析：选BP、Q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电场强度是矢量，P、Q两点电荷在O点的合场强为零，在无限远处的合场强也为零，从O点沿PQ垂直平分线向远处移动，场强先增大，后减小，所以EA不一定大于EB。电势是标量，由等量同号电荷的电场线分布图可知，从O点向远处，电势是一直降低的，故φA一定大于φB，所以只有B对。9.(多选)如图5所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是()图5A．b点场强大于d点场强B．b点场强小于d点场强C．a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能解析：选BC根据等量异种点电荷的电场的分布特点可知选项A错误，B正确；因为a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差，选项C正确；根据等量异种点电荷的电场的分布特点，a点的电势高于c点的电势，所以试探电荷＋q在a点的电势能大于在c点的电势能，选项D错误。10.(多选)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图6所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有()图6A．粒子带负电荷B．粒子的加速度先不变，后变小C．粒子的速度不断增大D．粒子的电势能先减小，后增大解析：选AB根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，粒子在电场力的作用下轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以确定电场力指向轨迹内侧，与场强方向相反，所以粒子带负电，选项A正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场强度先不变后变小，粒子受到的电场力先不变后变小，加速度先不变后变小，选项B正确；电场力对粒子做负功，所以粒子的速度减小，选项C错误；电场力始终做负功，由功能关系可知，粒子的电势能始终增加，选项D错误。11.在图7所示的匀强电场中，带电量q＝4×10－9C的点电荷由极板上A点移至B点时，电场力做的功为8×10－3J；由B点移至C点，电场力做的功为1×10－2J。问A、B、C各点的电势分别为多大？图7解析：由题知，q＝4×10－9C，WAB＝8×10－3J，WBC＝1×10－2J，C点为接地的负极板上的一点，故φC＝0。对于B、C两点，UBC＝eq\f(WBC,q)＝eq\f(1×10－2,4×10－9)V＝2.5×106V由UBC＝φB－φC得B点电势φB＝UBC＋φC＝2.5×106V＋0＝2.5×106V对于A、B两点，UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(8×10－3,4×10－9)V＝2.0×106V由UAB＝φA－φB得A点电势φA＝UAB＋φB＝2.0×106V＋2.5×106V＝4.5×106V。答案：φA＝4.5×106VφB＝2.5×106VφC＝012.如图8所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B点时的速度大小为eq\r(3gh)。求：图8(1)小球由A到B的过程中电场力做的功；(2)A、C两点的电势差；(3)若BC＝2h，求小球到达C时的速度大小。解析：(1)因为杆是光滑的，所以小球从A到B过程中只有两个力做功：电场力的功WAB和重力的功mgh，由动能定理得WAB＋mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)代入已知条件vB＝eq\r(3gh)得电场力做功为WAB＝eq\f(1,2)m·3gh－mgh＝eq\f(mgh,2)。(2)因为B、C在同一条等势线上，所以φB＝φC，即UAB＝UAC由公式WAB＝qUAB得UAB＝UAC＝eq\f(WAB,－q)＝－eq\f(m