电势能和电势练习题
电势与电势能专项练习题

电势与电势能专项练习题一、电场力的功1、特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置有关。
2、计算方法(1)由公式W=qEd(d为电荷初末位置在电场方向上的位移)(2)由公式(为电荷初末位置AB间电势差,注意下标的使用)(3)由电场力做功和电势能的变化的关系:分别是电荷电场中A、B两点的电势能)(4)由动能定理:二、电势能1.电势能:电荷在电场中由其相对位置决定的能(类似重力势能)2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点通常选大地或无限远处过程中电场力做的功。
EPA=WA电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加;电场力不做功,电势能不变。
3.比较电势能的大小(1)场电荷判断法①离场正电荷越近,检验正电荷的电势能越大;检验负电荷的电势能越小.②离场负电荷越近,检验正电荷的电势能越小;检验负电荷的电势能越大.(2)电场线法①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大.②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小.(3)做功判断法无论正、负电荷,电场力做正功,电荷从电势能较大的’地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.三、电势1.定义:EPA为试探电荷在该点A的电势能,q为电荷量,可以带符号运算。
2.单位:伏特V,1V=1J/C3.电势是标量,有正负,但没有方向。
规定大地或无限远电势为零。
4.物理意义:描述电场能的特性,由场源电荷量和相对位置来决定,与是否放试探电荷无关。
5.电势高低判断的三种方法1根据公式计算:,带符号代入运算。
2沿着电场线的方向电势是降低的,逆着电场线方向电势是升高的。
3将WAB和q带符号代入,根据UAB的正负判断A、B两点电势的高低,UAB=?A-?B。
若UAB0,则?A?B;若UAB=0,则?A=?B;若UAB0则?A?B。
电势能和电势练习题

电势能和电势练习题一、选择题A. 电势能是电荷在电场中由于位置不同而具有的能量B. 电势能的大小与电荷量成正比C. 电势能的大小与电荷间的距离成反比D. 电势能总是大于零A. 电势是描述电场中某点电势高低的物理量B. 电势的单位是伏特(V)C. 电势与电荷量成正比D. 电势是标量,没有方向3. 在电场中,正电荷从高电势处移动到低电势处,下列说法正确的是:A. 电势能减小B. 电势能增大C. 电势不变D. 电势增加二、填空题1. 电势能是电荷在电场中由于__________而具有的能量。
2. 电势是描述电场中__________的物理量,其单位是__________。
3. 在电场中,正电荷从高电势处移动到低电势处,电势能__________。
三、计算题1. 一个电荷量为2C的正电荷在电场中某点的电势为20V,求该电荷在该点的电势能。
2. 一个电荷量为3C的负电荷在电场中从电势为10V的点移动到电势为5V的点,求电势能的变化。
3. 两个点电荷,电荷量分别为5C和2C,它们之间的距离为0.5m,求它们之间的电势能。
四、判断题1. 电势能总是随着电荷在电场中的位置变化而变化。
()2. 电势能的大小与电荷间的距离无关。
()3. 在电场中,负电荷从高电势处移动到低电势处,电势能减小。
()五、简答题1. 简述电势能和电势的关系。
2. 在电场中,电荷从高电势处移动到低电势处,电势能如何变化?为什么?3. 电势能和电势的单位分别是什么?它们之间有什么联系?六、应用题1. 一个均匀电场中,电场强度为E=200 V/m,一个带电粒子在电场中从A点移动到B点,两点间的距离为d=0.4 m。
若粒子是正电荷,电荷量为q=4 μC,求粒子在A点和B点的电势能差。
2. 在一个电势为φ=50 V的区域内,有两个点电荷,电荷量分别为q1=10 nC和q2=5 nC,它们之间的距离为r=0.2 m。
计算这两个电荷在该区域的电势能之和。
第4节_电势能和电势练习题

第4节电势能和电势练习题1.将一个电荷量为q=+1.0×10-8C的点电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.0×10-8J,现将该电荷从A点移到B点,电场力做功7.0×10-8J。
试求电荷在A、B两点的电势能。
(取无穷远处为零电势能点)2.有一带电量q=-3×10-6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10-4J,从B点移到C点时电场力做功9×10-4J.问:(1)以B为零势能点,电荷在A 点时的电势能E PA1是多少?(2)如选取C点的电势能为零,则电荷在A点时的电势能E PA2又是多少?3.把一试探电荷q=10-10C放入某一电场中A点,具有电势能为10-8J,把此电荷从A点移动到无限远处,电场力做功等于______J.若在该点放入另一电荷q=-10-10C,则把此电荷从A点移动到无限远处,电场力做功等于______J。
4.两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()A.静电力做正功,电势能增加B.静电力做负功,电势能增加C.静电力做负功,电势能减少D.静电力做正功,电势能减少5.下列关于电荷的电势能的说法正确的是()A.电荷在电场强度大的地方,电势能一定大B.电荷在电场强度为零的地方,电势能一定为零C.只在静电力的作用下,电荷的电势能一定减少D.只在静电力的作用下,电荷的电势能可能增加,也可能减少6.如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+ q和-q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是( ) A.放上+q时,它们的电势能E A>E B>E CB.放上+q时,它们的电势能E A<E B<E CC.放上-q时,它们的电势能E A>E B>E CD.放上-q时,它们的电势能E A<E B<E C7.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()A.电场强度大的地方电势一定高B.电势为零的地方场强也一定为零C.场强为零的地方电势也一定为零D.场强大小相同的点电势不一定相同8.有一电场的电场线如图所示,电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示,则()A.E A>E B,φA>φB B.E A>E B,φA<φBC.E A<E B,φA>φB D.E A<E B,φA<φB9.如图所示电场中A、B两点,则下列说法正确的是()A.电势φA>φB,场强E A>E B B.电势φA>φB,场强E A<E BC.将电荷+q从A点移到B点静电力做了正功D.将电荷-q分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B10.如图所示,O为两个等量异种电荷连线的中点,P为连线中垂线上的一点,比较O、P两点的电势和场强大小()A.φO=φP,E O>E P B.φO=φP,E O=E PC.φO>φP,E O=E P D.φO=φP,E O<E P11.在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是()A.电场强度B.同一电荷所受电场力C.电势D.同一电荷具有的电势能12.下述说法正确的是()A.在同一等势面上移动电荷,电场力不作功B.等势面上各点场强大小一定相等C.电场中电势高处,电荷的电势能就大D.电场强度大处,电荷的电势能就大13关于等势面下列说法正确的是( )A.等势面与电场线处处垂直B.同一等势面上的各点场强大小必定相等C.电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直,并指向电势升高的方向D.电荷从电场中一点移到另一点,电场力没做功,电荷必在同一等势面上移动14.在图中虚线表示某一电场的等势面,现在用外力将负点电荷q从a点沿直线aOb匀速移动到b,图中cd为O点等势面的切线,则当电荷通过O点时外力的方向()A.平行于ab B.平行于cdC.垂直于ab D.垂直于cd15.电场线与等势面分布。
电势能与电势习题(附答案)

1、在静电场中,下列说法正确的是()A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C.电场强度的方向总是跟等势面垂直的D.沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的2、关于电势与电势能的说法,正确的是( )A.电荷在电势越高的地方,电势能也越大B.电荷在电势越高的地方,它的电荷量越大,所具有的电势能也越大C.在正点电荷的电场中任一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负点电荷的电场中任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能3.关于静电场,下列说法正确的是()A.电势等于零的物体一定不带电B.电场强度为零的点,电势一定为零C.同一电场线上的各点,电势一定相等D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加4. 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5、有关等势面的说法中正确的有()A、等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直.B、电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面,两个不同的等势面永远不会相交.C、两个等势面间的电势差是相等的,但在非匀强电场中.两个等势面间的距离并不恒定,场强大的地方.两等势面间的距离小,场强小的地方,两个等势面间的距离大。
D、在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功.6、电场中有A、B两点,把电荷从A点移到B点的过程中,电场力对电荷做正功,则()A.电荷的电势能减少B.电荷的电势能增加C.A点的场强比B点的场强大D.A点的场强比B点的场强小7、外力克服电场力对电荷做功时( )A.电荷的运动动能一定增大B.电荷的运动动能一定减小C.电荷一定从电势能大处移到电势能小处D.电荷可能从电势能小处移到电势能大处8.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,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小9.如题9图,带正电的点电荷固定于Q 点,电子在库仑力作用下,做以O 为焦点的椭圆运动。
4电势能和电势练习题

4电势能和电势一、单项选择题1.在电场中,把电荷量为4×10-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8 J,则以下说法中正确的是()A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 JB.B点的电势是15 VC.电荷的电势能增加了6×10-8 JD.电荷的电势能减少了6×10-8 J2.电场中有A、B两点,A点的电势φA=30 V,B点的电势φB=10 V,一个电子仅在该电场作用下由A点运动到B点的过程中,下面几种说法正确的是() A.电场力对电子做功20 eV,电子的电势能减少了20 eVB.电子克服电场力做功20 eV,电子的动能增加了20 eVC.电场力对电子做功20 eV,电子的电势能和动能之和增加了20 eVD.电子克服电场力做功20 eV,电子的电势能增加了20 eV,动能和电势能之和不变3.如图K1-4-1所示,在矩形ABCD的AD边和BC边中点M和N各放一个点电荷,它们带等量正、负电荷.E、F分别是AB边和CD边的中点,P、Q两点在MN连线上,MP=QN,则电场强度和电势都相同的两点是()图K1-4-1A.E和FB.P和QC.A和BD.C和D4.关于等势面,下列说法正确的是()A.等势面与电场线处处垂直B.同一等势面上的各点场强大小必定相等C.电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直,并指向电势升高的方向D.电荷从电场中一点移到另一点,电场力不做功,电荷必在同一等势面上移动二、双项选择题5.如图K1-4-2所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上,关于它们所具有的电势能的正确说法是()图K1-4-2A.放上+q时,它们的电势能E pA>E pB>E pCB.放上+q时,它们的电势能E pA<E pB<E pCC.放上-q时,它们的电势能E pA>E pB>E pCD.放上-q时,它们的电势能E pA<E pB<E pC6.在电场中,A点的电势高于B点的电势,则()A.把负电荷从A点移到B点,电场力做负功B.把负电荷从A点移到B点,电场力做正功C.把正电荷从A点移到B点,电场力做负功D.把正电荷从A点移到B点,电场力做正功7.在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是()A.电场强度B.同一电荷所受电场力C.电势D.同一电荷具有的电势能8.某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图K1-4-3中实线所示),图中未标明方向的一组虚线是电场线,则下列说法正确的是()图K1-4-3A.电子在a点动能较小B.电子在b点动能较小C.a点的场强大于b点的场强D.a点电势低于b点电势9.某电场的电场线分布如图K1-4-4所示,以下说法正确的是()图K1-4-4A.c点场强大于b点场强B.a点电势高于b点电势C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电势能减少三、非选择题10.有一带负电的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10-4 J;从B点移到C点,电场力对其做功9×10-4 J.问:(1)若以A为零势能点,B、C两点的电势能各为多少?A、C间的电势能之差为多少?(2)若以B为零势能点,A、C两点的电势能各为多少?A、C间的电势能之差为多少?11.如图K1-4-5所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m、带电荷量为-q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑,已知q≪Q,AB=h,小球滑到B点时速度大小为3gh,则小球从A运动到B的过程中,电场力做多少功?若取A点电势为零,C点电势是多大?图K1-4-512.如图K1-4-6所示,在场强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=2×10-6 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,取g=10 m/s2.求:(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少?(2)若取A点电势为零,则小球在B点的电势能、电势分别为多大?(3)小球到B点时速度为多大?绳子张力为多大?4电势能和电势1.C解析:电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定零势能点,该点的电势、电势能才有确定的值,所以A、B错.克服静电力做功6×10-8 J,则电势能增加6×10-8 J,所以C对D错.2.D解析:W AB=E pA-E pB=qφA-qφB=-e×30 V-(-e×10 V)=-20 eV,即电子克服电场力做功20 eV,电势能增加20 eV,故A错.由能量守恒可知,动能减少20 eV,故D对,B、C错.3.A解析:由两等量异种点电荷形成的电场的特点知E、F两点的电场强度和电势都相同;P、Q两点的电场强度相同,但P点的电势比Q点的高;A、B两点的电场强度的大小相等,但方向不同,A点的电势为正,B点的电势为负,A点的电势高于B点,C、D两点情况与A、B两点相同.4.A 5.AD 6.AD7.CD8.BC解析:由电子的运动轨迹可知,电场线方向应向右,沿电场线方向电势降低,a点电势高于b点电势,选项D错误;电子从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,动能减少,即a点动能大于b点动能,A错误、B正确.电场线的疏密表示场强的强弱,电场线密的地方场强大,可知选项C正确.9.BD解析:根据电场线疏密表示电场强度大小可知c点场强小于b点场强,A错误;根据沿电场线方向电势降低可知a点电势高于b点电势,B正确;若将一试探电荷+q由a 点释放,因受力方向沿电场方向(电场线切线),它不能沿电场线运动到b点,C错误;若在d点再固定一点电荷-Q,电场叠加后a点电势仍然高于b点,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,因电势降低,所以电势能减少,D正确.10.解:(1)从A点移到B点,克服电场力做功6×10-4J,电势能增加6×10-4J,由于A点的电势能为零,故B点电势能为6×10-4 J.从B点移到C点,电场力做功9×10-4 J,电势能减少9×10-4 J,故C点电势能为-3×10-4 J.由于A点为零势能点,故A、C间的电势能之差为3×10-4 J.(2)以B点为零势能点,电荷从A点移到B点,电势能增加6×10-4 J后电势能变为零,故A点电势能为-6×10-4 J.从B 点移到C 点,电势能减少9×10-4 J ,故C 点电势能为-9×10-4J.A 、C 间的电势能之差为3×10-4 J.11.解:设小球从A 运动到B 的过程中,电场力做功为W ,从A 到B ,由动能定理得mgh +W =12mv 2B故W =12mgh.由于A 点电势为零,所以在A 点电势能为零,故在B 点电势能E pB =-W =-12mgh ,所以B 点电势φB =E pB -q =-12mgh -q=mgh2q ,由于点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面,所以B 、C 两点电势相等,即φC =φB =mgh2q.12.解:(1)小球由A 到B 的过程中,重力做功W G =mgl =4.5×10-3 J ,故重力势能减少4.5×10-3 J ;电场力做功W 电=-Eql =-3×10-3 J ,故电势能增加3×10-3 J.(2)因ΔE p =E pB -E pA =E pB ,故E pB =3×10-3 J ;由φB =E pB q 得φB =1.5×103 V .(3)由W G +W 电=12mv 2B 得v B =1 m/s ;由F -mg =m v 2B l 得F =mg +m v 2B l=5×10-2 N.。
电势和电势能练习题(有答案)

电势能和电势练习题1.两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电势φ随位置x变化规律的是图( A )2.电场线分布如图所示,电场中a,b两点的电场强度大小分别为已知Ea和Eb,电势分别为φa和φb,则( B )A.Ea>Eb,φa<φbB.Ea<Eb,φa>φbC.Ea<Eb,φa<φbD.Ea>Eb,φa>φb3.如图所示,在电场强度为E的匀强电场中,将电荷量为+q的点电荷从电场中A点经B点移动到C点,其中AB⊥BC,AB=4d,BC=3d,则此过程中静电力所做的功为( C )A.2qEdB.3qEdC.4qEdD.5qEd4.图甲中AB是某电场中的一条电场线。
若将一负电荷从A点处由静止释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示。
关于A、B两点的电势高低和场强大小关系,下列说法中正确的是( C )A.φA>φB,EA>EBB.φA>φB,EA<EBC.φA<φB,EA>EBD.φA<φB,EA<EB5.某区域的电场线分布如图所示,一带电粒子仅在电场力作用下,沿图中虚线所示的轨迹从A点运动到B点。
下列说法正确的是( D )A.粒子带正电B.粒子在A点的加速度小于在B点的加速度D.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能C.粒子在A点的速率大于在B点的速率6.如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速度为零的电子,电子仅受静电力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图乙所示,设A、B两点的电场强度分别为EA、EB,电势分别为φA、φB,则下列说法正确的是( D )A.EA=EB φA>φBB.EA<EB φA=φBC.EA>EB φA=φBD.EA=EB φA<φB7.如图所示实线为电场某区域的电场线分布情况示意图,由图可知( C )A.一个负电荷在A点受到电场力小于在B点受到的电场力B.A点电势低于B点电势C.一个负电荷由A点移动到B点,克服电场力做功D.一个正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能8.如图所示,水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,一带电滑块以Ek0=40J的初动能从斜面底端a冲上斜面,到顶端b后返回。
电势能和电势练习题

1.在电场中()A.某点的电场强度大,该点的电势一定高B.某点的电势高,检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零,检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零,检验电荷在该点的电势能一定为零2.如图1-4-6所示,Q是带正电的点电荷,P1和P2为其电场中的两点.若E1、E2分别为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P1、P2两点的电势,则()图1-4-6A.E1>E2,φ1>φ2B.E1>E2,φ1<φ2C.E1<E2,φ1>φ2D.E1<E2,φ1<φ23.(2011年天津红桥区高二检测)如图1-4-7所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是()图1-4-7A.电势φA>φB,场强E A>E BB.电势φA>φB,场强E A<E BC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少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E p A>E p B1.两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为l的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E的匀强电场中.杆与场强方向平行,其位置如图1-4-10所示.若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°,则在此转动过程中电场力做的功为()w w w .x k b 1.c o m图1-4-10A.0 B.qElC.2qEl D.πqEl图1-4-15A .粒子在M 点的速率最大B .粒子所受电场力沿电场线方向C .粒子在电场中的加速度不变D .粒子在电场中的电势能始终在增加解析:选C.由图知该电场为匀强电场,因此带电粒子受到的电场力方向恒定,大小不变,因此C 正确.由电荷运动轨迹与受力关系可判定电荷受力向左,B 错,因此由N 到M 电场力对粒子做负功,其速度应减小,A 错,电势能在前段与后段不一样,D 错.9.(2009年高考上海卷)位于A 、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图1-4-16所示,图中实线表示等势线,则( )图1-4-16A .a 点和b 点的电场强度相同B .正电荷从c 点移到d 点,电场力做正功C .负电荷从a 点移到c 点,电场力做正功D .正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点电势能先减小后增大解析:选CD.a 点和b 点所在处的等势线疏密程度不同,故两处的场强不同,方向也不同,A 错;从c 点到d 点电势升高,正电荷的电势能增大,电场力做负功,B 错;从a 点到c 点、电势升高,负电荷的电势能减小,电场力做正功,C 对;从e 点沿虚线到f 点,电势先减小后增大,则正电荷的电势能先减小后增大,D 对.二、计算题10.将带电荷量为1×10-8 C 的电荷,从无限远处移到电场中的A 点,要克服静电力做功1×10-6 J ,问: (1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A 点具有多少电势能?(2)A 点的电势是多少?(3)若静电力可以把带电荷量为2×10-8 C 的电荷从无限远处移到电场中的A 点,说明电荷带正电还是带负电?静电力做了多少功?(取无限远处为电势零点)解析:(1)静电力做负功,电荷的电势能增加,因无限远处电势能为零,电荷在A 点具有的电势能为1×10-6 J. (2)A 点的电势为:φA =E p A q =1×10-61×10-8 V =100 V . (3)因静电力做正功,说明电荷受力方向与运动方向相同,说明电荷带负电,静电力做功为: W 2=2W 1=2×-6 J. 答案:(1)增加 1×10-6 J(2)100 V (3)带负电 2×10-6 J11.如图1-4-17所示,光滑绝缘杆竖直放置,它与以正点电荷Q 为圆心的某一圆周交于B 、C 两点,质量为m ,带电荷量为-q 的有孔小球从杆上的A 点无初速度下滑,已知q ≪Q ,AB =h ,小球滑到B 点时速度大小为3gh ,则小球从A 运动到B 的过程中,电场力做多少功?若取A 点电势为零,C 点电势是多大?图1-4-17解析:由动能定理得:mgh +W 电=12m v 2 解得:W 电=12mgh φC =φB =-W 电=mgh .q 的小物体,可以在水平轨道Ox 上E ,方向沿Ox 轴F f 作用,F f <qE ,小物体最终停留在s =2qEx 0+m v 202F f. 答案:2qEx 0+m v 202F f。
课时作业4:1.4 电势能和电势

(时间:60分钟)题组一电场力做功的特点和电势能变化的关系1.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5×10-6 J的功,那么()A.电荷在B处时将具有5×10-6 J的电势能B.电荷在B处将具有5×10-6 J的动能C.电荷的电势能减少了5×10-6 JD.电荷的动能增加了5×10-6 J答案CD解析电场力对电荷所做的功等于它的电势能的减少量,故电场力做了5×10-6 J的功,电荷的电势能一定减少了5×10-6 J,但电荷在B处的电势能无法确定,A错,C对;根据动能定理可知,电荷的动能一定增加了5×10-6 J,但电荷在B处的动能无法确定,B错,D对.2.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,电场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,则电场力做功为零C.正电荷沿着电场线运动,电场力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,电场力对负电荷做正功D.电荷在电场中运动,因为电场力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立答案BC解析电场力做功和电荷运动路径无关,所以选项A错误;电场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,电场力做功为零,B正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同,故电场力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,电场力对负电荷做正功,C正确;电荷在电场中虽然有电场力做功,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,D错.3.如图1所示,两个等量的正点电荷分别置于P、Q两位置,在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点,另有一试探电荷q,则()图1A.若q是正电荷,q在N点的电势能比在M点的电势能大B.若q是负电荷,q在M点的电势能比在N点的电势能大C.无论q 是正电荷,还是负电荷,q 在M 、N 两点的电势能都一样大D.无论q 是正电荷还是负电荷,q 在M 点的电势能都比在N 点的电势能小 答案 AB解析 由两个等量的正点电荷周围的电场线的分布情况可知,两点电荷连线的中垂线上的电场方向是:由连线的中点沿中垂线指向无穷远处.正电荷从N 点移到M 点,静电力做正功,电势能减小;负电荷从N 点移到M 点,静电力做负功,电势能增大.故选A 、B. 题组二 电势能和电势的计算4.将一正电荷从无穷远处移至电场中M 点,电场力做功为6.0×10-9 J ,若将一个等量的负电荷从电场中N 点移向无穷远处,电场力做功为7.0×10-9 J ,则M 、N 两点的电势φM 、φN 有如下关系( ) A.φM <φN <0 B.φN >φM >0 C.φN <φM <0 D.φM >φN >0答案 C解析 取无穷远处电势φ∞=0. 对正电荷:W ∞M =0-E p M =-qφM , φM =-W ∞M q =-6×10-9q ;对负电荷:W N ∞=E p N -0=-qφN , φN =-W N ∞q =-7×10-9q ;所以φN <φM <0,选项C 正确.5.如图2所示,把电荷量为-5×10-9 C 的电荷,从电场中的A 点移到B 点,其电势能________(选填“增大”、“减小”或“不变”);若A 点的电势φA =15 V ,B 点的电势φB =10 V ,则此过程中电场力做的功为________.图2答案 增大 -2.5×10-8 J解析 电荷由A 点移到B 点,电场力做负功,故电势能增大.由电场力做功与电势能变化的关系知,电场力做的功为W AB =E p A -E p B =qφA -qφB =q (φA -φB )=(-5×10-9)×(15-10) J =-2.5×10-8 J.6.将一个电荷量为-2×10-8 C 的点电荷,从零电势点S 移到M 点要克服静电力做功 4×10-8 J ,则M 点电势能E p M =________ J ,M 点电势φM =________ V.若将该电荷从M 点移到N 点,静电力做功14×10-8 J ,则N 点电势φN =________ V.答案 4×10-8 -2 5解析 本题可以根据电势差和电势的定义式解决. 由W SM =E p S -E p M 得E p M =E p S -W SM =4×10-8 J 由E p M =qφM ,得φM =E p M q =4×10-8-2×10-8 V =-2 VW MN =E p M -E p N ,得E p N =E p M -W MN =-10×10-8 J 由E p N =qφN 得φN =E p N q =-10×10-8-2×10-8 V =5 V 题组三 由电场线或等势面判断电场强度和电势 7.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 答案 AD解析 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. 8.下列四个图中,a 、b 两点电势相等、电场强度也相等的是( )答案 D解析 匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面,A 中a 、b 两点不在同一等势面上,所以,这两点的电势是不相等的,但这两点的场强相等;B 中a 、b 两点在同一个等势面上,电势相等,但这两点的场强大小相等、方向不同;C 中a 、b 两点对称于两电荷的连线,所以电势相等,但在中垂线上场强的方向是平行于中垂线的,而且都指向外侧,故两点的场强的方向不同;在D 中,a 、b 两点的电势相等,场强的方向是沿连线的,而且方向相同,故本题选D.9.如图3所示,O 为两个等量异种电荷连线的中点,P 为连线中垂线上的一点,对O 、P 两点的比较正确的是()图3A.φO=φP,E O>E PB.φO>φP,E O=E PC.负电荷在P点的电势能大D.O、P两点所在直线为等势面答案AD解析等量异种电荷的中垂线是一条等势面,故φO=φP,负电荷在O、P两点电势能相等,B、C错,D正确;由电场叠加可知从中点O到无穷远,电场强度越来越小,故E O>E P,A 正确.10.如图4甲所示的直线为某电场中的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A点自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度-时间图象如图乙所示,比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小可得()图4A.φA>φBB.φA<φBC.E A>E BD.E A=E B答案BC解析负电荷的速度在增加,说明电场力方向由A指向B,场强方向由B指向A,所以φB>φA,B对.又知加速度在减小,所以E A>E B,C对.题组四电场线、等势面和轨迹综合应用11.如图5所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负的试探电荷在这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹.若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是()图5A.电荷从a到b加速度减小B.电荷从a到b动能减小C.电荷从a到b电势能减小D.电荷从a到b电势能增加答案ABD解析由电场线的疏密程度可知,E a>E b,再由a=Fm=qEm知,A项正确;电场力的方向指向曲线的内侧,即沿电场线指向左,粒子从a运动到b处,电场力做负功,动能减小,电势能增大,所以B、D项正确,C项错误.12.一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6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()图6A.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点的电势能答案ABD解析如题图所示,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.13.一个带电粒子在匀强电场中运动的轨迹如图7中曲线AB所示,平行的虚线a、b、c、d 表示该电场中的四个等势面.不计粒子重力,下列说法中正确的是()图7A.该粒子一定带正电B.四个等势面中a等势面的电势一定最低C.该粒子由A到B过程中动能一定逐渐减小D.该粒子由A到B过程中电势能一定逐渐减小答案 D解析根据电场线垂直于等势面,可画出电场线.再由粒子的运动轨迹可知,粒子受向上的电场力,由于粒子带电正负不确定,所以无法判断电场线的方向,无法判断电势高低,A、B 错;由A到B的运动过程中,静电力做正功,所以粒子的动能增大,电势能减小.C错,D正确.。
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电势能和电势练习题§4电势能和电势【典型例题】【例1】在静电场中,下列说法中错误的是:()电场强度为零的点,电势也一定为零电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等只在电场力作用下,正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动沿着电场线方向电势一定越来越低【解析】电场强度和电势是从不同的角度描述电场性质的两个物理量,前者从力的角度,后者从能量的角度,两者之间没有直接的对于关系。
在等量同种电荷形成的电场中,它们连线的中点电场强度为零,但电势却不为零;匀强电场的场强处处相等,而沿着电场线方向电势却在不断降低;正电荷在电场中的移动方向还和它的初速度方向有关,如果初速度是逆着电场线方向的,那么它移动的开始阶段从低电势向高电势。
电场线的方向是电势的降落的方向。
综上所述:A、B、C中的表述都是错误的。
【答案】A、B、C【例2】如图所示,a、b为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点在a由静止释放,沿电场线方向向上运动,到b点速度恰好为零,下列说法中正确的是:()A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B、a点电势比b点的电势高C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D、a点的电场强度比b点的电场强度大【解析】带电质点在a点,由静止释放向上运动,说明电场力向上,且应满足Eaq>mg,而又静止于b点,说明电场力仍向上,用Ebq=mg,选项A、D 正确,因不知质点的带电性质,故无法确定a、b 两点的电势高低,选项B错误,a到b的运动过程中,电场力和重力做功,由动能定理可知,W电+W重=0,因为W重为负值,故W电必为正值,而电场力做正功,电势能减小,即b点的电势能小于a点电势能,选项C错误。
【例3】如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷Q,A、B是细杆上的两点,点A与Q、点B与的连线与杆的夹角均为 =37°。
一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下,通过A 点时加速度为零,速度为3m/s ,取g=10m/s 2,求小球下落到B 点时的加速度和速度的大小。
【解析】求小球至B 的加速度,从受力分析出发,探求小球在A 、B 两点的受力情况,从而确定加速度的关系。
在A 处,小球受力如图所示,由题意可知:K ·0cos 2=-mg r Qq α……⑴在B 处,小球受力如图所示,由题意可知:K ·ma mg r Qq =+αcos 2……⑵由⑴、⑵得a=2g=20m/s 2小球从A 到B 受到的合力为变力,故不宜用牛顿定律和运动学公式求解,抓住A 、B 处在等势面上由A 到B 电场力做功为零这个特点,用动能定理求解。
mgh AB =222121A B mv mv -解得v B =5m/s【基础练习】一、选择题:1、下列说法中正确的是:( )A 、电场强度和电势都是矢量B 、电势为零的地方,电场强度也一定为零C 、把电荷从电场中一点移至另一点电场力一定做功D 、把电荷从电场中一点移至另一点电场力有可能不做功2、关于公式 =q E P可知:( )A 、电场中某点的电势,与放在该点电荷具有的电势能成正比B 、电场中某点的电势,与放在该点电荷的电荷量成反比C 、电场中某点的电势,与该点是否有电荷,电荷的正负及电荷量的大小无关D 、放入电场中某点的点电荷不同,电势能也不同,但电势能与电荷量的比值保持不变3、如图所示,A 、B 、C 为电场中同一电场线上三点,设电荷在电场中只受电场力,则下列说法中正确的是:( )A 、若在C 点无初速地释放正电荷,则正电荷向B 运动,电势能减小B、若在C点无初速地释放正电荷,则正电荷向B 运动,电势能增加C、若在C点无初速地释放负电荷,则负电荷向A 运动,电势能增加D、若在C点无初速地释放负电荷,则负电荷向A 运动,电势能减小4、下列说法中正确的是:()A、沿着电场线的方向场强一定越来越弱B、沿着电场线的方向电势一定越来越低C、匀强电场中,各点的场强一定大小相等,方向相同D、匀强电场中,各点的电势一定相等5、下列说法中,正确的是:()A、同一等势面上的各点电势相等,电场强度也相等B、电场中的两条电场线一定不会相交,但两个电势不等的等势面有可能相交C、在同一等势面上移动电荷,电场力一定不做功D、离孤立带电导体越近的等势面,其形状越与导体表面相似;离孤立带电导体越远的等势面,其形状越接近于球面6、如图所示,在O点置一点电荷Q,以O为圆心作一圆。
现将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点,则电场力做功最多的过程是:(D )A、移到B的过程B、移到C的过程C、移到D的过程D、三个过程一样多二、填空题:7、把两个同种点电荷的距离增大一些,电场力做正功,电荷的电势能;把两个异种点电荷的距离增加一些,电场力做负功,电荷的电势能。
8、把电荷量q=1.0×10-5C的电荷从A点移到B点,电场力做功W=2.0×10-2J,则电荷的电势能,若规定B点为零电势,则电荷在A点的电势能EPA 为;A点的电势Aϕ= 。
9、电子在A点的电势能EPA为-4ev,在B点的电势能为4ev,则A点的电势Aϕ为 V,B点的电势Bϕ= V,若电子由A运动到B,A的动能改变量EKB -EKA= 。
三、计算题:10、有一个电量q=-3×10-6C的点电荷,从某电场中的A点移动到B点,电荷克服电场力何做了6×10-4J的功,从B点移至C点,电场力对电荷做了9×10-4J的功,设B点为零电势,求:A、C两点的电势ϕ和Cϕ各为多少?A11、将带电量为1×10-8C的正电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服电场力做功1×10-6J,问:⑴电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?⑵A点的电势是多少?⑶若电场力可以把带电量为2×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点,说明电荷带正电还是带负电?电场力做了多少功?(取无限远处为电势零点)12、如图所示,小球的质量为m,带电量为q,悬挂小球的丝线与竖直方向成 角时,小球恰好在匀强电场中静止不动,丝线长度为l,现将小球拉回到悬线竖直的方向上来,则拉力至少做多少功?【能力提升】1、下列关系电势高低的判断,正确的是()A、正电荷从A点移到B点时,其电势能增加,A 点电势一定较低B、正电荷只在电场力作用下,从A点移到B点,A点电势一定较高C、负电荷从A点移到B点,外力做正功,A点电势一定较高D、负电荷从A点移到B点,电势能增加,A点电势能一定较低2、如图所示,a、b两点电势相同,电场强度也相同的是()A BC D3、一带电导体如图所示,已知表面A点的电场强度是EA =100N/C,B点的场强EB=1N/C,一点电荷只在电场力的的下,第一次从A点到无限远,每二次从B点到无限远,两次最初的加速度之比aA:aB = ,若初速为零,则末速度之比vA:vB= 。
4、如图所示,倾角为300的直角三角形底边长为2L,底边处在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨,现在底边中点处固定一正电荷Q,让一个质量为m的带正电的点电荷q从斜面顶端滑下(不脱离斜面),已测得它滑到仍在斜面上的垂足D处速度为v,加速度为a,方向沿斜面向下,问该质点滑到斜面底端C点时的速度和加速度各为多少。
答案【基础练习】1、D2、CD3、AD4、BC5、CD6、D7、正减小负增加 8、减小 2.0×10-2J2.0×10-2J 2000V 9、4V -4V -8eV 10、-W AB =(BAϕϕ-)q Aϕ=200V Cϕ=-300V11、增加 E P =1×10-6J Aϕ=100V 负电 W=2×10-6J 12、Eq=mg+cos θ W F +mgl (1-cos θ)=Eqlsin θ W F =mglθθcos sin 2-mgl+mglcos θ W F =mgL(1cos 1-θ) 【能力提升】1、A2、AD3、100:1 1:14、电能从D 到C 电场力不做功,所以mg ×23L=22/2121mv mv-v /=23v gL +在D 点ma mg Eq =+-223 在C 点ma /=ma mg mgEq -=+223所以a /=g-a1.关于电势与电势能的说法中正确的有( )A .在电场中,电势越高的地方,电荷在那一点具有的电势能就越大B .在电场中某一点,若放入的电荷电量越大,它所具有的电势能越大C .在正的点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负的点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能2.在电场中A点的电势高于B点的电势,则()A.把负电荷从A点移动到B点,电场力做负功B.把负电荷从A点移动到B点,电场力做正功C.把正电荷从A点移动到B点,电场力做负功D.把正电荷从A点移动到B点,电场力做正功3.如图所示,正电荷在电场中沿某一条电场线从AB,此过程有可能是()A.电场力大小不断变化B.电场力大小保持不变C.电荷克服电场力做功 D.电荷的电势能不断减小4.在静电场中,下列说法正确的是()A.电场强度为零的点,电势一定为零B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C.只在电场力作用下,正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动D.沿着电场线方向,电势一定越来越低5.有一电场的电场线如图所示,场中A、B 两点的场强和电势分别用E A、E B和φA、φA表示,则A.E A>E B、φA>φB B.E A>E B、φA<φBC.E A<E B、φA>φB D.E A<E B、φA<φB6.下列说法正确的是()A.正电荷在电场中的电势能为正,负电荷在电场中的电势能为负B.电荷在电势为正的点电势能为正,电荷在电势为负的点电势能为负C.电荷克服电场力做多少功,它的电势能就等于多少D.不管是否存在其他力对电荷做功,电场力对电荷做多少正功,电荷的电势能就减少多少7.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()A.电场强度大的地方电势一定高B.电势为零的地方场强也一定为零C.沿电场线方向电势越来越低,场强越来越小D.场强和电势都跟电场中是否存在试探电荷无关8.带正电的小球只受电场力作用,则它在任意一段时间内()A.一定沿着电场线由高电势向低电势方向运动B.一定沿着电场线向电势能减小的方向运动C.不一定沿着电场线运动,但一定向低电势方向运动D.不一定沿着电标线运动,也不一定向电势能减小的方向运动9.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如阻力,则此带电油滴从a运动到b量变化情况为A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加10.如图所示的电场中有A 、B 两点,下列判断正确的是()A .电势BAϕϕ>,场强BAE E > B .电势BAϕϕ>,场强BAE E <C .将电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点,电场力做正功,电势能减少D .将电荷量为q 的负电荷分别放在A 、B 两点,电荷具有电势能PB PAE E >11.如图所示,a 、b 、c 、d 为某电场中的四个等势面,一带正电的粒子飞入电场后,只在电场力作用下沿M 点到N 点的虚线运动,由此可知,这四个等势面的电势dcbaϕϕϕϕ、、、由高到低的排列顺序是_________,带电粒子经M 和N 点时,在______点具有较大的电势能.答案:选择: 1、CD 2、AD 3、ABD 4.D 5.D 6.D 7.D 8.D 9、C 10.BC 填空:11.dcbaϕϕϕϕ>>>,N ,1.4《电势能和电势》测试1.在电场中( )A .某点的电场强度大,该点的电势一定高B.某点的电势高,检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零,检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零,检验电荷在该点的电势能一定为零解析:选D.场强大处电势不一定高,A错;由E p =qφ知:正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大,在电势为0处电势能为0,故B、C错,D对.2.如图1-4-6所示,Q是带正电的点电荷,P1和P2为其电场中的两点.若E1、E2分别为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P1、P2两点的电势,则( )图1-4-6A.E1>E2,φ1>φ2B.E1>E2,φ1<φ2 C.E1<E2,φ1>φ2D.E1<E2,φ1<φ2解析:选A.由E=kQr2知E1>E2,由电场线方向P1指向P2知,φ1>φ2,故A对.3.(2011年天津红桥区高二检测)如图1-4-7所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是( )图1-4-7A.电势φA>φB,场强E A>E BB.电势φA>φB,场强E A<E BC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少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E p A>E p B解析:选BC.顺着电场线电势逐渐降低,即φA>φB,由电场线疏密可知,E A<E B,故A错、B对.由电场力做功与电势能变化的关系可知,+q从A移到B,电场力做正功,电势能减少,C对,负电荷从A移到B,电场力做负功,电势能增加,E p A<E p B,故D错.4.在如图1-4-8所示的负点电荷产生的电场中,一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E(在以O为圆心的圆周上),则下列情况正确的是( )图1-4-8A.从A到B电场力做功最大B.从A到E电场力做功最大C.电场力做功一样多D.A点比D点电势高解析:选C.B、C、D、E在同一等势面上,所以检验电荷在这四点时的电势能相等,由W AB=E p A-E p B 可知,C正确;在-Q的电场中,D点离源电荷远,所以D点的电势比A点高,故D错.5.如图1-4-9所示,在电场强度为E=104N/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=5×10-6 C、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,电场力对小球做功多少?小球电势能如何变化?图1-4-9解析:电场力做功与路径无关.在小球由A运动到最低点B的过程中,电场力对小球做的正功为W=qEL=5×10-6×104×1 J=0.05 J.电场力对小球做正功,小球电势能减少,减少的电势能为0.05 J.答案:见解析一、选择题1.两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为l的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E的匀强电场中.杆与场强方向平行,其位置如图1-4-10所示.若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°,则在此转动过程中电场力做的功为( )图1-4-10A.0 B.qElC.2qEl D.πqEl解析:选C.电场力对两小球均做正功,大小与路径无关,对每个小球做功为qEl,共为2qEl.故C 正确.2. (2011年吉安高二检测)如图1-4-11所示,在O点的点电荷+Q形成的电场中,试探电荷+q 由A点移到B点电场力做功为W1,以OA为半径画弧交OB于C,再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2,则C点移到B点电场力做功为W3,则三者关系为( )图1-4-11A.W1=W2=W3<0 B.W1>W2=W3>0C.W1=W3>W2=0 D.W3>W1=W2=0解析:选C.因A、C两点处于同一等势面上,所以W1=W3>0,W2=0.所以C正确.3.(2011年聊城高二检测)下列关于电势高低的判断,正确的是( )A.负电荷从P点移到M点,电势能增加,P点电势一定较低B.负电荷从P点移到M点,电势能增加,M点电势一定较低C.正电荷从P点移到M点,电势能增加,P点电势一定较低D.正电荷从P点移到M点,电势能增加,M点电势一定较低解析:选BC.负电荷从P点移到M点,电势能增加,电场力做负功,电场力方向由M点到P点,电场线方向由P到M,故M点电势较低,所以A 错B对.同理可得C对D错.4.如图1-4-12所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C 点有点电荷-Q且CO=OD,∠ADO=60°.下列判断正确的是( )图1-4-12A.O点电场强度为零B.D点电场强度为零C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大D.若将点电荷-q从O移向C,电势能增大解析:选BD.根据对称性和叠加原理,O点有三个场强矢量,其中A、B两点的电荷在O点的场强矢量等大反向,矢量和为零,即O点的电场强度等于C点电荷在该处的场强;D点有三个场强矢量,方向分布互为120°,故合场强为零.选项A错,B 对.由于D点场强为零,作为分界点,D的左边场强方向向左,右边方向向右.则将点电荷+q从O 移向C的过程中,静电力的方向跟移动方向相同,静电力做正功,电势能减小;将点电荷-q从O 移向C的过程中,静电力的方向跟移动方向相反,静电力做负功,电势能增加.选项C错,D对.5.(2010年高考上海卷)三个点电荷电场的电场线分布如图1-4-13所示,图中a、b两点处的场强大小分别为E a、E b,电势分别为φa、φb则( )图1-4-13A.E a>E b,φa>φb B.E a<E b,φa<φbC.E a>E b,φa<φb D.E a<E b,φa>φb解析:选C.由图可以看出a处电场线更密,所以E>E b,根据对称性,a处的电势应与右侧负电荷a附近对称点的电势相等,再根据沿电场线方向电势降低可以判定φb>φa,故C项正确.6.(2010年高考天津理综卷)在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,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小解析:选C.电场力做负功,该电荷电势能增加.正电荷在电势高处电势能较大,C正确.电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用,总功不一定为负.由动能定理可知,动能不一定减小,D错.电势高低与场强大小无必然联系,A错.b点电势高于a点,但a、b可能不在同一条电场线上,B错.7.如图1-4-14所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止.在物块的运动过程中,下列表述正确的是( )图1-4-14A.两个物块的电势能逐渐减少B.物块受到的库仑力不做功C.两个物块的机械能守恒D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力解析:选A.两物块之间的库仑力对两物块均做正功,电势能减少,A对,B错;两物块的重力势能不变,动能先增后减,故机械能不守恒,C错;物块先加速后减速,故库仑力先大于摩擦力,但随着距离的增大,库仑力逐渐减小,故后阶段摩擦力大于库仑力,D错.8.(2009年高考广东卷)如图1-4-15,一带负电的粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹.M和N 是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右边.不计重力,下列表述正确的是( )图1-4-15A.粒子在M点的速率最大B.粒子所受电场力沿电场线方向C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加解析:选C.由图知该电场为匀强电场,因此带电粒子受到的电场力方向恒定,大小不变,因此C 正确.由电荷运动轨迹与受力关系可判定电荷受力向左,B错,因此由N到M电场力对粒子做负功,其速度应减小,A错,电势能在前段与后段不一样,D错.9.(2009年高考上海卷)位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图1-4-16所示,图中实线表示等势线,则( )图1-4-16A.a点和b点的电场强度相同B.正电荷从c点移到d点,电场力做正功C.负电荷从a点移到c点,电场力做正功D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大解析:选CD.a点和b点所在处的等势线疏密程度不同,故两处的场强不同,方向也不同,A错;从c点到d点电势升高,正电荷的电势能增大,电场力做负功,B错;从a点到c点、电势升高,负电荷的电势能减小,电场力做正功,C对;从e 点沿虚线到f点,电势先减小后增大,则正电荷的电势能先减小后增大,D对.二、计算题10.将带电荷量为1×10-8 C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功1×10-6 J,问:(1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?(2)A点的电势是多少?(3)若静电力可以把带电荷量为2×10-8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点,说明电荷带正电还是带负电?静电力做了多少功?(取无限远处为电势零点)解析:(1)静电力做负功,电荷的电势能增加,因无限远处电势能为零,电荷在A点具有的电势能为1×10-6 J.(2)A点的电势为:φA=E pAq=1×10-61×10-8V=100 V.(3)因静电力做正功,说明电荷受力方向与运动方向相同,说明电荷带负电,静电力做功为:W2=2W1=2×-6 J.答案:(1)增加1×10-6J (2)100 V (3)带负电2×10-6 J11.如图1-4-17所示,光滑绝缘杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m,带电荷量为-q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑,已知q≪Q,AB=h,小球滑到B点时速度大小为3gh,则小球从A运动到B的过程中,电场力做多少功?若取A点电势为零,C点电势是多大?图1-4-17解析:由动能定理得:mgh+W电=12m v2解得:W电=12 mghφC=φB=-W电-q=mgh2q.答案:12mghmgh2q12.如图1-4-18所示,一质量为m、带有电荷量-q的小物体,可以在水平轨道Ox上运动,O 端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox轴正方向,小物体以速度v 0从x 0点沿Ox 轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力F f 作用,且F f <qE .设小物体与墙图碰撞时不损失机械能,且电荷量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程.1-4-18解析:电场力做功与路径无关,滑动摩擦力始终做负功,由于F f <qE ,小物体最终停留在O 端.由动能定理得:qEx 0-F f s =0-12m v 20, s =2qEx 0+m v 202F f. 答案:2qEx 0+m v 202F f1.4 电势能和电势选择题 1.在静电场中有A 、B 两点,关于这两点的场强和电势的关系,下列说法正确的是( )A.若场强相等,则电势一定相等B.若电势相等,则场强一定相等C.电势高处场强一定大D.场强大处,电势反而可能低2.关于电势与电势能的说法中正确的有()A.在电场中,电势越高的地方,电荷在那一点具有的电势能就越大B.在电场中某一点,若放入的电荷电量越大,它所具有的电势能越大C.在正的点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负的点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能3.如图所示,正电荷在电场中沿某一条电场线从AB,此过程有可能是()A.电场力大小不断变化B.电场力大小保持不变C.电荷克服电场力做功D.电荷的电势能不断减小4.在静电场中,下列说法正确的是()A.电场强度为零的点,电势一定为零B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C.只在电场力作用下,正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动D.沿着电场线方向,电势一定越来越低5.关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是()A.电势差是关量,电场力做的功是标量B.在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大D.在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零6.有一电场的电场线如图所示,场中A、B两点的场强和电势分别用E A、E B和φA、φA表示,则A.E A>E B、φA>φA B.E A>E B、φA<φA C.E A<E B、φA>φA D.E A<E B、φA<φA 7.下列说法正确的是()A.正电行在电场中的电势能为正,负电行在电场中的电势能为负B.电荷在电势为正的点电势能为正,电荷在电势为负的点电势能为负C.电荷克服电场力做多少功,它的电势能就等于多少D.不管是否存在其他力对电荷做功,电场力对电荷做多少正功,电荷的电势能就减少多少8.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()A.电场强度大的地方电势一定高B.电势为零的地方场强也一定为零C.沿电场线方向电势越来越低,场强越来越小D.场强和电势都跟电场中是否存在试探电荷无关9.带正电的小球只受电场力作用,则它在任意一段时间内()A.一定沿着电场线由高电势向低电势方向运动B.一定沿着电场线向电势能减小的方向运动C.不一定沿着电场线运动,但一定向低电势方向运动D .不一定沿着电标线运动,也不一定向电势能减小的方向运动10.对U AB =1V 的理解,正确的是()A .从A 到B 移动qC 的电荷,电场力做功1JB .从A 到B 移动1C 的正电荷,电场力做功1JC .从A 到B 移动1C 的负电荷,克服电场力做功1JD .从A 到B 移动1C的负电荷,外力做功1J11.如图所示,a 、b 、c 是某电场中一条电场线上的三个点,电场方向由a 指向c ,b 恰在a 、c 的正中间,a 、b 、c 三点的电势和场强分别用A ϕ、B ϕ、C ϕ和a E 、b E 、c E 表示,则下列关系正确的是()A .c b a ϕϕϕ>> B .c b a E E E >> C .c b b a ϕϕϕϕ-=- D .c b a E E E ==12.如图所示,A 、B 为两等量异种点电荷,A 带正电,B 带负电,在AB 的连线上有a 、b 、c 三点,b 为连线的中点,ab=bc ,则( )A .a 点与c 点的电场强度相同B .a 点与c 点的电势相同C .a 、b 间的电势差与b 、c 间的电势差相等D .点电荷q 沿A 、B 连线的中垂线移动,电场力不做功13.如图所示的电场中有A 、B 两点,下列判断正确的是( )A .电势B A ϕϕ>,场强B A E E > B .电势B A ϕϕ>,场强B AE E < C .将电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点,电场力做正功,电势能减少D .将电荷量为q 的负电荷分别放在A 、B 两点,电荷具有电势能B A εε> 答案:1、D2、CD3、ABD 4.D 5.B 6.D 7.D8.D 9.D 10.BC 11.A 12.ACD 13.BC填空题1.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,相邻两等势线间的电势差相等,一有正的点电荷经过等势线3ϕ时,具动能20J ,运动到等势线1ϕ时动能为零,令02=ϕ,则当该电荷的电势能为4J 时,动能为______J。