物理鲁科版选修3-1本章测评：第2章电势能与电势差 Word版含解析
高中鲁科版物理选修3-1练习：第二章+电势能与电势差+习题课 课时达标巩固落实+Word版含答案
一、单项选择题1．带电粒子m 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点，在此过程中克服电场力做了2.6×10－8 J 的功．则( ) A ．m 在P 点的电势能一定大于它在Q 点的电势能B ．P 点的场强一定小于Q 点的场强C ．P 点的电势一定高于Q 点的电势D ．m 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能解析：选D ．带电粒子由P 点运动到Q 点，克服电场力做功，即电场力做负功，所以电势能增加，再由动能定理可知动能减少．由于条件不足，不能确定电势和场强的大小关系，因此本题答案选D ．2．下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U 后，哪个粒子获得的速度最大( )A ．质子11HB ．氘核21HC ．α粒子42HeD ．钠离子Na ＋解析：选A ．所有四种带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U ，故根据动能定理，qU ＝12m v 2－0得v ＝ 2qU m由上式可知，比荷q m越大，速度越大； A 选项中质子的比荷最大，故A 正确．3.如图所示，质量为m 、带电荷量为q 的粒子，以初速度v 0从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B 点时，速率v B ＝2v 0 ，方向与电场的方向一致，则A 、B 两点的电势差为( )A ．m v 202qB ．3m v 20qC ．2m v 20qD ．3m v 202q解析：选C ．粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有2gh ＝v 20 .电场力做正功，重力做负功，使粒子的动能由12m v 20变为2m v 20，则根据动能定理，有Uq－mgh ＝2m v 20－12m v 20， 解方程得A 、B 两点电势差应为2m v 20q，故选C ． 4.如图所示，质子(11H)和α粒子(42He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子重力不计)，则质子和α粒子射出电场时的侧向位移y 之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶4解析：选B ．粒子进入偏转电场后，沿初速度方向做匀速直线运动，沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a ＝qU md ，运动时间t ＝l v 0，粒子射出电场时的侧向位移y ＝12at 2＝ql 2U 2m v 20d＝ql 2U 4E k d ，故质子和α粒子射出电场时的侧向位移之比为1∶2，选项B 正确． 5．如图所示，固定的光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P ，将另一个带电小物块Q 在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动．设斜面足够长，则在Q 向上运动的过程中( )A ．小物块P 、Q 的电势能和动能之和先增大后减小B ．小物块P 、Q 的重力势能和电势能之和先减小后增大C ．小物块P 、Q 的重力势能和电势能之和先增大后减小D ．小物块P 、Q 的重力势能和动能之和先增大后减小解析：选B ．小物块Q 在沿斜面方向受向上的电场力和重力沿斜面向下的分力，当向上滑动时，随着电场力的减小，加速度先逐渐减小，然后反向增加，即速度先增大后减小，因系统只有重力和电场力做功，则系统的机械能与电势能之和守恒，即E k ＋E p G ＋E p 电＝C (常数)，则在Q 向上运动的过程中，随着重力势能的增大，小物块P 、Q 的电势能和动能之和逐渐减小，选项A 错误；在Q 向上运动的过程中动能先增后减，小物块P 、Q 的重力势能和电势能之和先减小后增大，选项B 正确，C 错误；在Q 向上运动的过程中，电势能逐渐减小，小物块P 、Q 的重力势能和动能之和逐渐变大，选项D 错误．6．(2018·重庆一中模拟)如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分别落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的是()A．带正电的矿粉落在右侧B．电场力对矿粉做正功C．带负电的矿粉电势能变大D．带正电的矿粉电势能变小解析：选BD．带正电的矿粉因受到水平向左的电场力作用向左偏转，电场力做正功，电势能变小，落在左侧，选项A错误，D正确；带负电的矿粉因受到水平向右的电场力作用向右偏转，电场力也做正功，电势能也变小，选项B正确，C错误．7．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7 V、14 V、21 V，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．粒子一定带负电荷B．粒子在a、b、c三点所受合力不相同C．粒子运动轨迹一定是a→b→cD．粒子在三点的电势能大小为E p b＞E p a＞E p c解析：选AD．由等势面特点知，该电场为匀强电场，电场线方向向上，而粒子受电场力方向向下，故粒子一定带负电，故A正确；匀强电场中粒子所受的电场力是恒力，所以粒子在a、b、c三点所受合力相同，故B错误；运动轨迹不能反映运动方向，故C错误；根据推论：负电荷在电势高处电势能小，动能大．则知负电荷在b点电势能最大，故应有E p b＞E p a＞E p c，故D正确．8．如图所示的装置由加速器和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距l 的相同平行金属板构成，极板长度为l 、间距为d ，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反．质量为m 、电荷量为＋q 的粒子经加速电压U 0加速后，水平射入偏转电压为U 1的平移器，最终从A 点水平射入待测区域．不考虑粒子受到的重力．(1)求粒子射入平移器时的速度大小v 1；(2)当加速电压变为4U 0时，欲使粒子仍从A 点射入待测区域，求此时的偏转电压U . 解析：(1)设粒子射出加速器的速度为v 0由动能定理得qU 0＝12m v 20由题意得v 1＝v 0，得v 1＝2qU 0m. (2)在第一个偏转电场中，设粒子的运动时间为t加速度的大小a ＝qU 1md在离开时，竖直分速度v y ＝at竖直位移 y 1＝12at 2 水平位移l ＝v 1t粒子在两偏转电场间做匀速直线运动，经历时间也为t .竖直位移y 2＝v y t由题意知，粒子竖直总位移y ＝2y 1＋y 2解得y ＝U 1l 2U 0d， 则当加速电压为4U 0时，U ＝4U 1.答案：(1)2qU 0m(2)4U 1情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。
物理鲁科版选修3-1课后集训：第2章第3节 电势差 Word版含解析
课后集训基础达标图2-3-111.图2-3-11中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大解析：由运动轨迹可以判断出，带电粒子在运动过程中受到静电引力作用，在a、b两点的受力方向分别为沿过该点的电场线指向产生电场的源电荷.故B正确.带电粒子在从a运动到b的过程中，由于只受电场力作用，且电场力对粒子做负功，则带电粒子在b处速度较小，故C正确.由于电场力在粒子由a运动到b的过程中对粒子做负功，则粒子在b处电势能较大.故D正确.在不知电场线方向的前提下，无法判断带电粒子所带电荷的符号.故A不正确.答案：BCD2.如图2-3-12所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等.一正电荷在φ3上时，具有动能20 J，它运动到等势线φ1上时，速度为零.令φ2＝0，那么该电荷的电势能为4 J时，其动能大小为（）图2-3-12A.16 JB.10 JC.6 JD.4 J解析：电荷在φ3上时动能为20 J，当运动到等势线φ1时动能为零，说明电场力对电荷做了20 J的负功.由动能定理：从φ3到φ1：q(φ3-φ1)=-20 J ①从φ3到φ2：q(φ3-φ2)=E k2-E k1②又φ3-φ2=φ2-φ1 ③联立三式得，电荷在φ2上时动能为10 J，若使电荷电势能为4 J，那么电荷的动能还要减少4 J，动能还余6 J.答案：C3.如图2-3-13所示的电场中，AB = BC，则U AB_______U BC.（填“＞”“=”或“＜”）图2-3-13解析：AB 段的平均电场强度小于BC 段的平均电场强度，由U =Ed 可判断出U AB ＜U BC . 答案：＜4.对公式E =dU ab 的理解，下列说法正确的是（ ） A.此公式适用于计算任何电场中a 、b 两点间的电势差B.a 点和b 点距离越大，则这两点的电势差越大C.公式中d 是指a 点和b 点之间的距离D.公式中的d 是a 、b 所在的两个等势面间的垂直距离解析：此公式只适用于匀强电场，公式中的d 是a 、b 所在的两个等势面间的垂直距离. 答案：D5.关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是（ ）A.任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B.电势降落的方向必定是场强方向C.沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等D.不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等解析：电场中，电势降落最快的方向为沿电场方向.在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差.答案：C6.在水深超过200 m 的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害,保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104 N/C ，可击昏敌害.身长50 cm 的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达（ ） A.50 V B.500 V C.5 000 V D.50 000 V解析：将该电场当作匀强电场处理，则U =Ed ，将数据代入可得正确选项是C.答案：C7.如图2-3-14所示，A 、B 两板相距30 cm ，电源电压为60 V ，则匀强电场的场强是多大?方向如何?若B 板接地，A 板电势为多大?若C 点离A 板10 cm ，D 点离B 板5 cm ，则C 、D 两点的电势各为多少?C 、D 两点间的电势差是多大?图2-3-14解析：E =2103060-⨯=d U V/m=200 V/m ，E 方向竖直向下 因为φb =0、U AB =φa -φb =U =60 V ，所以φa =60 VU CB =d CB E =20×10-2×200 V=40 V 、φC -φB =40 V 、φC =40 VU DB =d DBE =5×10-2×200 V=10 V因为U DB =φD -φB =10 V ，所以φD =10 V ，从而U CD =φC -φD =40 V-10 V=30 V.答案：40 V 10 V 30 V综合运用图2-3-158.带电粒子运动时穿过电场的径迹如图2-3-15中的虚线所示，不考虑重力和空气阻力，在由电场中的A 点运动到B 点的过程中，粒子的能量变化是 …（ ）A.动能减少B.电势能减少C.动能、电势能之和减少D.动能、电势能之和增大解析：因为带电粒子只受电场力作用，所以判断电场力的方向是解题关键.由轨迹的弯曲方向可知，粒子受力向上，因而带负电，即由A →B 电场力做负功，电势能增加.因为只有电场力做功，所以电势能与动能的总和保持不变，故粒子动能减少，所以只有A 正确. 答案：A9.如图2-3-16所示，长为L 、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+q 、质量为m 的小球，以初速度v 0从斜面底端的A 点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端的B 点时，速度仍为v 0，则（ ）图2-3-16A.若是匀强电场，A 、B 两点间电势差一定为q mgl θsinB.小球在B 点的电势能一定大于在A 点的电势能C.若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mg /qD.若该电场是斜面中点正上方某点D 的点电荷Q 产生的，则Q 一定是负电荷解析：由动能定理qU AB -mgl sin θ=0得U AB =qmgl θsin ，A 正确.电场力做正功，电势能减少，B 错.场强方向没有确定，则E 的最大值不定，C 错.电场力做正功，只要qU AB -mgl sin θ=0就符合题意，D 正确.答案：AD10.图2-3-17为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A 为发射热电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U.电子离开阴极时的速度可以忽略.电子经加速后从K 的小孔中射出时的速度大小为v .下面的说法中正确的是…（ ）图2-3-17A.如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为2vB.如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为2vC.如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为2vD.如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为22解析：由动能定理得e U=21mv2、v=meU2.答案：D11.几种混合带电粒子（重力不计），初速为零，它们从同一位置经同一电场加速后，又都垂直场强方向进入另一相同的匀强电场.设粒子刚出偏转电场时就打在荧光屏上，且在荧光屏上只有一个光点，则到达荧光屏的各种粒子（）A.电荷量一定相等B.质量一定相等C.比荷一定相等D.质量、电荷量都可能不等解析：设粒子带电荷量为q，质量为m，加速电压为U1，偏转电场强度为E，在偏转电场中运动时间为t，则进入偏转电场时速度为v0，由动能定理得qU1=21mv02设进入偏转电场沿垂直于电场方向移动距离为L，偏移距离为y，则y=21at2=22tmqE，t=vL，以上三式联立得，y=124UEL.偏转距离与粒子的电荷量、质量无关，只要是同种电性的粒子都打到荧光屏上的同一位置，即只有一个亮点.答案：D拓展探究12.如图2-3-18所示，虚线方框内为一匀强电场，A、B为该电场中三个点，已知φa＝12 V，φb＝6 V，φc＝-6 V.试在方框内作出该电场示意图（即画出几条电场线），要保留作图时所用的辅助线.若将一个电子从A点移到B点，电场力做多少电子伏特的功?图2-3-18解析：由于是匀强电场，故AC连线上等间距的点其电势差相等，故AC连线三等分点之一D点与B点等势，BD连线组成等势面，电场线与BD垂直，且指向电势降低的方向（如图）.W＝qU A B=-e(φA-φB)＝-6 eV. 答案：-6 eV。
物理鲁科版选修3-1同步测控：第2章第1节电场力做功与电势能 Word版含解析
同步测控我夯基，我达标1.电场中的电荷因___________而具有的能量叫电势能.当两个同种电荷距离增大时，电荷的电势能将___________；若把两个电荷的距离增大时，电场力做了负功，则这两个电荷为___________种电荷.解析：电荷因在电场中受电场力的作用而具有的能量叫电势能；电场力对电荷做正功时，电势能减小；电场力对电荷做负功时，电势能增加.当两个同种电荷间距增大时，库仑力做正功，电势能减少；当把两个电荷间距增大时，若电场力做负功，则两电荷要受到向里的力，带异种电荷.答案：受电场力作用减少异2.某电场区域的电场线如图，把一个电子从A点移到B点时( )A.电子所受电场力增大，电子克服电场力做功B.电子所受的电场力减小，电场力对电子做正功C.电子所受的电场力增大，电势能减少D.电子所受的电场力增大，电势能增大解析：电子从A点向B点移动，电子受力方向与运动方向相同，所以电场力做正功，电势能减少.又因为电场线密处场强大，同时粒子的受力也大，所以电子在B点受力要大于A点. 答案：C3.如图甲是某电场中的一条电场线,a、b是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b.在这过程中，电荷的vt图线如图乙所示，比较a、b两点电势的高低和场强的大小( )甲乙A.φa>φb,E a<E bB.φa>φb,E a=E bC.φa<φb,E a>E bD.φa<φb,E a=E b解析：从速度图线看到，负电荷做匀减速运动，所受电场力为恒力，电场为匀强电场；受电场力的方向为b到a，因此电场线方向为a到b，有a点的电势高于b点；选B.答案：B4.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的试探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 C解析：为了比较电荷在不同位置上电势能的大小，只需根据电荷在这些位置间移动时电场力做的功来判断.放上+q时，电荷从位置A到B到C，都是电场力做功，电势能应减小，可见E A>E B>E C.放上-q时，电荷从位置A到B到C，外力需克服电场力做功，电荷电势能应增大，即E A<E B<E C. 答案：AD5.如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点.若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图不可以作出的判断是( )A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大解析：不知道电场线的方向，所以不能判断带电粒子的电性；根据曲线运动的条件，力的方向指向轨道凹侧，所以能判断电场力的方向，以及电场力做功的情况，因此B、C、D可以确定.答案：A6.如图，在真空中有两个等量正电荷Q，分别置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的是( )A.q的电势能逐渐减少B.q的电势能逐渐增加C.q受到的电场力逐渐减小D.q受到的电场力先增大后减小解析：两个等量正电荷相互排斥，其周围的电场应该是在A、B中点处即无穷远处的场强最小，为0.那么，当q沿CD由C向D运动时，E先变大后变小，电场力F也先变大后变小,且在这个过程中电场力做正功，电势能减小.答案：AD7.带负电的试探电荷，只受电场力作用，下列几种情况正确的是( )A.它的运动方向跟所在位置的场强方向相反B.它受力的方向跟所在位置的场强方向相反C.它的动能增加，电势能减小D.它的电势能越来越大解析：带负电的电荷，只受电场力作用，其受力方向应跟所在位置的场强方向相反；但因为不知电荷的初速度情况，所以不能判断其运动方向及力的做功情况，也就不能判断电势能的变化情况.答案：B我综合，我发展8.一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功3 J，电场力做功1 J，克服空气阻力做功0.5 J，则小球( )A.在a点的重力势能比在b点大3 JB.在a点的电势能比b点小1 JC.在a点的动能比在b点小3.5 JD.a点的机械能比b点机械能少0.5 J解析：重力做正功，重力势能减少，减少量等于重力做功的多少，A对；同理，电场力做正功，电势能减少，减少量等于电场力做功的多少，B错；动能的变化等于合力做功，合力做正功，动能增大，C错；机械能的变化等于除重力外其他力做功的和，D错.答案：A9.(2007广东理综)如图2所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q(|Q||q|)由a运动到b，电场力做正功。
高二物理鲁科版选修3-1第2章电势能与电势差单元测试含解析
(时间：90分钟,满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分,共40分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．根据电阻定律,电阻率ρ＝错误!，对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率( )A．跟导线的电阻成正比B．跟导线的横截面积成正比C．跟导线的长度成反比D．由所用金属材料的本身特性决定解析：选D．电阻率由材料决定，与导体的温度有关;温度一定，只由所用金属材料的本身特性决定．2。
如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一闭合的圆环,接入电路中，电路与圆环的O点固定,P为与圆环良好接触的滑动头．闭合开关S，滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将( )A．由小变大B．由大变小C．先变小后变大D．先变大后变小解析：选C．闭合圆环电阻等效为优弧和劣弧的并联,在图示位置时并联电阻最大,从m点到图示位置过程中圆环总电阻增大，从图示位置到q位置过程中圆环总电阻减小，则电阻R两端的电势差先减后增，即电容器上的电压先减后增，由C＝错误!,电容器C所带的电荷量先减小后增大，C对．3．一个电池组的电动势为E，内阻为r,用它给一电阻为R的直流电动机供电，当电动机正常工作时,通过电动机的电流为I,电动机两端的电压为U,经t s后，则（)A．电源在内外电路做的功为(I2r＋IU)tB．电池消耗的化学能为IEtC．电动机输出的机械能为IEt－I2(R＋r)tD．电池组的效率为错误!解析：选ABC．由闭合电路欧姆定律和能量守恒定律知，电池消耗的化学能提供了电源在内外电路所做的功W,W＝IEt＝I(U＋Ir）t＝（IU＋I2r)t。
电动机的机械能E机＝UIt－I2Rt＝（E－Ir）It－I2Rt＝EIt－I2（R＋r）t.电池组的效率η＝错误!×100%＝错误!×100%.4．（2014·河南联考）如图所示,A1、A2是两只完全相同的电流表(内阻不可忽略)，电路两端接恒定电压U，这时A1、A2的示数依次为5 mA和3 mA．若将A2改为和R2串联,仍接在恒定电压U之间，这时电表均未烧坏．下列说法正确的是（)A．通过电阻R1的电流必然增大B．通过电阻R2的电流必然增大C．通过电流表A1的电流必然增大D．通过电流表A2的电流必然增大解析：选AC．由A1、A2的示数依次为5 mA和3 mA,可知R1＋R A2<R2，由于并联电路各支路中最小的电阻越小,总电阻越小，故当把A2改为和R2串联时，电路中总电阻减小，总电流变大，C对；由于总电流增大，电流表A1两端电压增大,并联支路两端电压减小,而R2所在支路电阻增大，故通过R2和电流表A2的电流必然减小，所以通过R1的电流必然增大，A对．5。
2020版新教材高中物理 第2章 电势能与电势差 1 静电力做功与电势能练习(含解析)鲁科版第三册
静电力做功与电势能一静电力做功与路径的关系1.静电力做功的特点:（1）静电力对电荷所做的功与电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关.该结论适用于任何静电场。
（2）无论带电体在电场中做直线运动,还是做曲线运动，无论带电体只受静电力作用还是受多个力作用,无论静电力做正功还是负功,静电力做功的特点不变。
2。
静电力做功正负的判定:(1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时，电场力做正功;夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时,电场力不做功。
(2）根据电场力与瞬时速度方向的夹角判断.此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。
夹角是锐角时，电场力做正功;夹角是钝角时,电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电场力不做功。
（3）若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。
根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少,则电场力做负功.【思考·讨论】结合图示分析，试探电荷q在场强为E的匀强电场中沿以下三种路径从A运动到B，(AB之间距离为L，AB连线与电场强度方向夹角为θ）,路径1:q沿直线从A到B；路径2:q沿折线从A到M、再从M到B;路径3:q沿任意曲线从A到B；静电力沿不同路径做的功分别是多少?相同吗？由此我们得到电荷在电场中移动时，静电力做功的特点是什么？（物理观念)提示:沿不同路径运动,q的初末位置相同，静电力做功均相同,静电力做的功W=qELcosθ,电荷在电场中移动时,静电力做功的特点是:静电力做功与运动路径无关，取决于初末位置的电势差。
【典例示范】如图所示，,匀强电场的电场强度，方向与AB平行,A、B间距为d,分别求点电荷沿图中三条路径从A运动到B 时,静电力对它所做的功。
【审题关键】序号信息提取①正电荷受力的方向与电场强度的方向相同②电荷受的力为恒力【解析】电荷从A到B静电力做的功是W AB=Fd=qEd,电荷从A到C再到B静电力做的功是W ACB=FLcosθ+FL′cos90°=qEd,电荷从A 到D再到B静电力做的功是W ADB=FL1cosα+FL2cosβ=qEd。
鲁科版高中物理选修31第2章电势能和电势差单元测试
鲁科版高中物理选修31第2章电势能和电势差单元测试一、单项选择题1.以下关于电势的说法中，不正确的选项是〔〕A. 电势差就是电场中两点电势的差值B. 匀强电场中两点间的电势差还与试探电荷的电量有关C. 顺着电场线的方向，电势越来越低D. 电场中各点的电势是相对零电势参考点而言的2.把两个异种电荷之间的距离增大一些，以下表达正确的选项是〔〕A. 外力做正功，电荷电势能添加B. 电场力做正功，电荷电势能添加C. 电场力做负功，电荷电势能减小D. 外力做负功，电荷电势能增加3.如下图，将平行板电容器两极板区分与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰恰处于运动形状．现贴着下板拔出一定厚度的金属板，那么在拔出进程中〔〕A. 电容器的带电量不变B. 电路将有顺时针方向的持久电流C. 带电液滴仍将运动D. 带电液滴将向上做减速运动4.分子间有相互作用的势能，规则两分子相距无量远时分子势能为零，并两分子相距r0时分子间的引力与斥力大小相等．设分子a 和分子b从相距无量远处区分以一定的初速度在同不时线上相向运动，直到它们之间的距离到达最小．在此进程中以下说法正确的选项是〔〕A. a和b之间的势能先增大，后减小B. a和b的总动能不变C. 两分子相距r0时，a和b的减速度均为零D. 两分子相距r0时，a和b之间的势能大于零5.如下图，处于真空中的匀强电场与水平方向成15o角，AB直线与强场E相互垂直．在A点，以大小为v o 的初速度水平抛出一质量为m，带电荷量为+q 的小球，经时间t，小球下落一段距离过C点〔图中未画出〕时其速度大小仍为v o，在小球由A点运动到C点的进程中，以下说法正确的选项是〔〕A. 电场力对小球做功为零B. 电场力做的负功C. 小球机械能添加D. C点能够位于AB直线的左方6.如下图，平行板电容器与电动势为E的直流电源〔内阻不计〕衔接，下极板接地。
一带电油滴位于容器中的P点且恰恰处于平衡形状。
现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离〔〕A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动B. P点的电势将降低C. 带电油滴的电势能将增加D. 电容器的电容减小，极板带电量将增大7.静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小，如下图，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计，末尾时，开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开角度增大些，以下采取的措施可行的是〔〕A. 断开开关S后，将A，B分开些B. 坚持开关S闭合，将A，B两极板分开些C. 坚持开关S闭合，将A，B两极板接近些D. 坚持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动二、多项选择题8.如下图，水平放置的平行板电容器M、N与一电源相连在电容器的两板间有一带电的小球P处于运动形状现将电容器两板间的距离增大，那么A. 电容变大B. 小球向上运动C. 电容变小D. 小球向下运动9.空间存在着平行于x轴方向的静电场，A、M、O、N、B为x轴上的点，OA＜OB，OM=ON，一带正电的粒子在AB间的电势能E k随x的变化规律为如下图的折线，那么以下判别中正确的选项是〔〕A. AO间的电场强度等于OB间的电场强度B. M点电势比N点电势低C. 假定将一带负电的粒子从M点运动释放，它一定能经过N点D. 该粒子从M向O移动进程中，所受电场力做正功10.〔多项选择〕如下图为〝研讨影响平行板电容器电容的要素〞的实验装置，以下说法正确的选项是〔〕A. A板与静电计的指针带的是异种电荷B. 甲图中将B板上移，静电计的指针偏角增大C. 乙图中将B板左移，静电计的指针偏角不变D. 丙图中将电介质拔出两极板间，静电计的指针偏角减小三、填空题11.在某电场中，把带电量q=﹣5×10﹣9 C的点电荷由A点移动到了B点，电场力所做的功为1×10﹣7 J．B，A 两点间的电势差U BA是________ V．12.如下图，某静电场的电场线，图中A、B两点电势的上下状况是φA________φB〔填〝＝〞、〝＞〞或〝＜〞〕，一负电荷从A点移到B点其电势能增减的状况是________。
高中鲁科版物理选修3-1练习：第二章+电势能与电势差+第1节 随堂演练巩固提升+Word版含答案
[随堂检测]1．如图所示，电场中a、b、c三点，ab＝bc，则把点电荷＋q从a点经b点移到c点的过程中，电场力做功的大小关系有()A．W ab＞W bc B．W ab＝W bcC．W ab＜W bc D．无法比较解析：选C．由电场线的疏密可知，a点的场强最小，c点的场强最大，位移相同时，bc段受到的平均电场力大，所以W ab＜W bc，故C正确，A、B、D错误．2．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．电荷的电势能减小B．电荷的电势能增加C．A点的场强比B大D．A点的场强比B小解析：选A．若电场力对电荷做正功，电势能必然减小，克服电场力做功，电势能增加，故A正确，B错误；无法由做功情况判断场强的大小，故C、D均错误．3．如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，只受电场力和重力作用，沿图中虚线由A运动至B，其能量变化情况是()A．动能减少，重力势能增加，电势能减少B．动能减少，重力势能增加，电势能增加C．动能不变，重力势能增加，电势能减少D．动能增加，重力势能增加，电势能减少解析：选B．微粒沿直线运动，受到的电场力水平向左，合力与v0反向，由A→B电场力做负功，电势能增加，故A错；重力、电场力都做负功，重力势能、电势能都增加，动能减少，故B对；合外力与v0反向，对粒子做负功，动能减少，故C错；合外力做负功，动能减少，电场力做负功，电势能增加，故D错．4．(2018·福州高二检测)如图，匀强电场中带电荷量为＋q的电荷从B运动到A，电场力做功W E＝1.6×10－3 J(A点定为零势能位置)，问：(1)B点的电势能为多少？(2)若将电荷改为带电荷量为q的负电荷，其他条件不变，B点的电势能又为多少？解析：(1)电荷从B向A运动，当电荷带正电时，电荷受力与运动方向相同，电场力做正功，电势能减少．因为W E＝1.6×10－3 J，所以ΔE p＝－1.6×10－3 J；又因为E A＝0，所以B点的电势能为E B＝1.6×10－3 J.(2)当电荷带负电时，电荷受力与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加．因为W E＝－1.6×10－3 J，所以ΔE p＝1.6×10－3 J；又因为E A＝0，所以E B＝－1.6×10－3 J.答案：(1)1.6×10－3 J(2)－1.6×10－3 J[课时作业]一、单项选择题1．(2018·福州质检)一负电荷仅受电场力作用，从电场中的A点运动到B点．在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度E A、E B及该电荷在A、B 两点的电势能E p A、E p B之间的关系为()A．E A＞E B B．E A＜E BC．E p A＞E p B D．E p A＜E p B解析：选C．电荷做匀加速直线运动，故场强E大小不变，A、B错．由静止释放，电场力做正功，电势能减小，C对，D错．2．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，也可能减少解析：选D．电场强度与电势能无关，电势能有相对性可以人为规定零势能面，故A、B均错误．只在静电力作用下，若电荷从静止开始运动，电场力做正功电势能减少，若电荷在静电力作用下在电场中做减速运动，则电场力做负功电势能增大，故C错误、D正确．3．如图所示，是某电场中的一条直线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是()A．该电场一定是匀强电场B．场强E a一定小于E bC．电子的电势能E p a＞E p b D．电子的电势能E p a＜E p b解析：选C．只有一条电场线，无法判断该电场是不是匀强电场，也无法判断场强E a 和E b的大小关系，A、B错；电子在电场力作用下从a运动到b，电场力做正功，电势能减小，C对，D错．4．(2018·河南师范大学附属中学期中)在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有()A．电势能逐渐减小B．电势能逐渐增大C．q3受到的电场力逐渐减小D．q3受到的电场力逐渐增大和q2是两个等量的正电荷，作出中垂线CD上电场解析：选A．q线如图，根据顺着电场线电势降低，可知正电荷q3由C点沿CD移至无穷远的过程中，电势不断降低，电场力做正功，其电势能不断减小，故A正确，B错误；根据电场的叠加可知，C点的场强为零，而无穷远处场强也为零，所以由C点沿CD移至无穷远的过程中，场强先增大后减小，q3受到的电场力先逐渐增大后逐渐减小，故C、D错误．5．(2018·四川三台中学月考)在图示的非匀强电场中，实线表示电场线；在只受电场力的作用下，电子从A点运动到B点；电子在A点的速度方向如图所示．比较电子在A、B 两点的速度、加速度、电势能，其中正确的是()A．v A＞v B、a A＜a B、E p A＞E p BB．v A＞v B、a A＞a B、E p A＜E p BC．v A＜v B、a A＜a B、E p A＜E p BD．v A＜v B、a A＞a B、E p A＞E p B解析：选D．电子的轨迹向右弯曲，所受的电场力大致向右，则电场力对电子做正功，动能增大，电势能减少，故v A＜v B、E p A＞E p B.A处电场线比B处电场线密，则A处场强大，电场力大，电子的加速度大，即有a A＞a B.故D正确．6．(2018·衡阳高二期中)如图所示，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()A．D点电场强度为零B．O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，电势能减小解析：选A．由场强叠加原理可知，D点场强为零，O点场强不为零，A对，B错．正电荷由O移向C，电场力做正功，电势能减小，C错．把负电荷由O移到C，电场力做负功，电势能增大，D错．二、多项选择题7．关于电场中电荷的电势能的大小，下列说法正确的是()A．在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大B．正电荷沿电场线正向移动，电势能一定增大C．负电荷沿电场线正向移动，电势能一定增大D．正电荷沿电场线正向移动，电势能一定减小解析：选CD．电势能的大小与场强大小无关，故A错误．正电荷沿电场线正向移动，电场力做正功，电势能减小，负电荷沿电场线正向移动，电场力做负功，电势能增加，故B错误，C 、D 正确．8．如图所示，带正电荷的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作用下，做以Q 为焦点的椭圆运动．M 、P 、N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离Q 最近的点．电子在从M 经P 到达N 点的过程中( )A ．速率一直不变B ．速率先增大后减小C ．电势能先减小后增大D ．电势能先增大后减小解析：选BC ．在正点电荷产生的电场中，电子靠近电荷时，电场力做正功，速率增大，电势能减小；远离电荷时，电场力做负功，动能减小，速率减小，电势能增大，故B 、C 选项正确，A 、D 选项错误．9．在场强大小为E 的匀强电场中，一质量为m ，带电荷量为＋q 的物体以某初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE m，物体运动s 距离时速度为零，则一定正确的是( )A ．物体克服电场力做功qEsB ．物体的电势能减少了0.8qEsC ．物体的电势能增加了qEsD ．物体的动能减少了0.8qEs解析：选ACD ．电荷受电场力，F 电＝qE ，由于物体沿电场线反方向运动，电场力做负功，故物体克服电场力做功W ＝qEs ，电势能增加qEs ，A 、C 对，B 错．由牛顿第二定律得，合力F ＝ma ＝0.8qE ，到停下时，合力做功W ′＝－Fs ＝－0.8qEs ，故物体动能减少0.8qEs ，D 对．10．如图所示，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为 E ．在与环心O 等高处放有一质量为m 、带电量为＋q 的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是( )A ．小球在运动过程中机械能守恒B ．小球经过环的最低点时速度最大C ．小球电势能增加EqRD ．小球由静止释放到达最低点，动能的增量等于mgR ＋EqR解析：选BD ．小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，A 错误；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少mgR ，电势能减少EqR ，而动能增加mgR ＋EqR ，到达最低点时动能最大，所以速度最大，因此B 、D 正确，C 错误．三、非选择题11．一匀强电场，场强方向水平向左，如图所示，一个质量为m 的带正电的小球以初速度v 0从O 点出发，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O 点时的电势能之差．解析：设电场强度为E ，小球带电荷量为q ，因小球做直线运动，它所受的电场力qE和重力mg 的合力必沿此直线，如图所示， 有qE ＝mg tan θ，F 合＝mg sin θ，小球做匀减速运动的加速度大小为：a ＝g sin θ；设从O 点到最高点的位移为s ，则v 20＝2as ；运动的水平距离为L ＝s cos θ；两点的电势能之差：ΔE p ＝qEL ；由以上各式得：ΔE p ＝12m v 20cos 2 θ 小球运动至最高点的过程中，电势能增加．答案：12m v 20cos 2 θ 12．如图所示，绝缘水平面上固定一带电量为＋4Q 的质点B ，与它相距r 处放一质量为m 、电荷量为＋Q 的质点A ，它与水平面间的动摩擦因数为μ，现将A 由静止释放，当其速度达到最大值v 时，系统电势能的变化量是多少？解析：对质点A 受力分析如图所示， 将质点A 由静止释放后，先做加速运动，后做减速运动．当库仑力等于摩擦力时，其速度最大，设此时A 、B 间距离为r ′，则k 4Q 2r ′2＝μmg ① 由动能定理得W －μmg (r ′－r )＝12m v 2② 由①②式联立解得电场力做的功W ＝12m v 2＋μmg ⎝⎛⎭⎫2Q k μmg －r 所以，系统电势能变化量是 －12m v 2－μmg ⎝⎛⎭⎫2Q k μmg －r . 答案：－12m v 2－μmg ⎝⎛⎭⎫2Q k μmg －r情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。
鲁科版高中物理选修31单元测试：第一、二章《静电场》《电势能与电势差》(附答案)
第一、 二章《静电场》《电势能与电势差》单元测试1．平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板问的电压是U ，极板带电量为Q ，两极板间场强为E ，电容为C 现将两极板问距离减小，则引起的变化是（ ）A ．Q 变大B ．C 变大 C ．E 不变D ．U 变小 答案：AB2． 带电量为－q 的点电荷与均匀带电薄板相距2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。
若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度的大小和方向分别为（ ）A ．229d kq d kq +，水平向左B ．2d kq ，水平向左C ．2d kq ，水平向右D ．29d kq ，水平向左 答案：C3．如图所示为负电荷电场中的一条电场线，a 、b 为电场线上的两点．设a 、b 两点的场强大小分别为E a 、E b ，a 、b 两点的电势分别为ϕa 、ϕb ，则下列说法正确的是（ ）A ．E a >E b ，ϕa >ϕbB ．E a <E b ，ϕa >ϕbC ．E a >E b ，ϕa <ϕbD ．E a =E b ，ϕa >ϕb 答案：B4．如图（a ）所示，两个平行金属板P 、Q 竖直放置，两板间加上如图（b ）所示的电压．t ＝0时，Q 板比P 板电势高5V ，此时在两板的正中央M 点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．在0＜t ＜8×1010-s 的时间内，这个电子处于M 点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是（ ）A ．0＜t ＜2×1010-sB ．2×1010-s ＜t ＜4×1010-sC ．4×1010-s ＜t ＜6×1010-sD ．6×1010-＜t ＜8×1010-s答案：D5．如图所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A 、B ，它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且保持相对静止。
鲁科版高中物理选修3-1第二章电势能与电势差单元检测题含答案解析
鲁科版高中物理选修3-1第二章电势能与电势差单元检测题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度( )A．一定减小B．一定增大C．一定不变D．可能不变2．一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速度释放，沿直线先后经过电场中的B点和C点．如图所示，点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E A、E B和E C表示，则E A、E B、E C间的关系可能是()A．E A>E B>E C或E A>E C>E BB．E A<E B<E C或E A<E C<E BC．E A<E C<E B或E A>E B>E CD．E A>E C>E B或E A<E B<E C3．如图所示，R为阻值较大的电阻，电容器C不带电，现将开关S合到1，待电路稳定后再合到2，此过程中通过R的电流i随时间t变化的图象可能是（）A．B．C ．D ．4．如图所示，平行板电容器的电容为C ，带电荷量为Q ，板间距离为d ，今在两板的中点2d 处放一点电荷q ，则它所受静电力的大小为（ ）A ．k 24Qq dB ．k 28Qq dC ．Qq CdD ．2Qq Cd5．如图所示，A 和B 为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球．开始时开关S 闭合且滑动变阻器的滑动头P 在a 处，此时绝缘线向右偏离竖直方向．（电源的内阻不能忽略）下列判断正确的是（ ）A ．小球带负电B ．当滑动头从a 向b 滑动时，细线的偏角θ变大C ．当滑动头从a 向b 滑动时，电流表中有电流，方向从上向下D ．当滑动头从a 向b 滑动时，电源的总功率一定变小.6．下列物理量的单位是“法拉”的是（ ）A ．电流B ．电容C ．电场强度D ．磁感应强度 7．如图所示是电场中某区域的电场线分图，a 、b 是电场的两点．将同一试探电荷先后放置在这两点进行比较，有（ ）A ．电荷在a 点受到的电场力可能小于在b 点受到的电场力B ．电荷在a 点受到的电场力一定大于在b 点受到的电场力C ．电荷在a 点具有的电势能一定小于在b 点具有的电势能D．电荷在a点具有的电势能一定大于在b点具有的电势能8．关于电势与电势能的下列四种说法中正确的有（）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，若放入的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能越大C．在正点电荷产生的电场中的任一点，正试探电荷所具有的电势能一定大于负试探电荷所具有的电势能D．在负点电荷产生的电场中的任一点，正试探电荷所具有的电势能一定小于负试探电荷所具有的电势能9．如图为某一电场的电场线，M、N、P为电场线上的三个点，M、N是同一电场线上两点．下列判断正确的是()A．M、N、P三点中N点的场强最大B．M、N、P三点中N点的电势最高C．负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．正电荷从M点自由释放，电荷将沿电场线运动到N点10．在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b处分别固定一个正点电荷，c处固定一个负点电荷，它们的电荷量大小都相等，如图所示，D点为正三角形外界圆的圆心，E、G、H分别为ab、ac、bc的中点，E、F两点关于c点对称，下列说法中正确的是（）A．D点的场强为零，电势也为零B．G、H两点的场强相同C．E、F两点的电场强度大小相等、方向相反D．将一带正电的试探电荷有E点移动到D点的过程中，该电荷的电势能减小11．关于场强和电势的下列说法中正确的是（）．A．在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷经过的路径上各点的场强一定为零B．电场强度的方向就是电势降落的方向C．两个等量同种电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，场强越来越小D．两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线有如下特征：各点的电势均相等，且连线的中点场强最大二、多选题12．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示。
物理鲁科版选修3-1学案：整合提升 第2章电势能与电势差 Word版含解析
整合提升知识网络重点突破1.静电力做功、电势、电势能、电势差【例1】某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图2-1所示，可以判定（）图2-1A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D.电场中A点的电势低于B点的电势解析：由电场线的疏密可知场强E b＞E a，所以粒子的加速度a b＞a a.由定性画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低，可知电势φa＞φb，由粒子运动轨迹的弯曲趋向可知电场力做正功，所以动能、电势能的变化情况为E kB＞E kA,E p B＜E pA.答案：B2.电场线、等势面【例2】如图2-2所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点.下列说法中正确的是（）图2-2A.三个等势面中，等势面a 的电势最高B.带电质点一定是从P 点向Q 点运动C.带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时小D.带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时小解析：先画出电场线，再根据速度、合力和轨迹的关系，可以判定：质点在各点受的电场力方向是斜向左下方.由于是正电荷，所以电场线方向也沿电场线向左下方.答案仅有D . 答案：D3.电容器图2-3【例3】 如图2-3所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒.K 闭合时，该微粒恰好能保持静止.在①保持K 闭合；②充电后将K 断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板（ ）A.上移上极板MB.上移下极板NC.左移上极板MD.把下极板N 接地解析：电键K 保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势），这种情况下带电荷量Q =C U ∝C 而C =d d U E d S kd S r r 1,4∞=∞επε；充电后断开K ，保持电容器带电荷量Q 恒定，这种情况下C ∝d Sr ε,U ∝S d r ε,E ∝Sr ε1.所以，由上面的分析可知①选B ，②选C. 答案：①B ②C【例4】 如图2-4所示，热电子由阴极飞出时的初速忽略不计，电子发射装置的加速电压为U 0.电容器板长和板间距离均为L =10 cm ，下极板接地.电容器右端到荧光屏的距离也是L =10 cm.在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如下图.（每个电子穿过平行板的时间极短，可以认为电压是不变的）求：图2-4（1）在t=0.06 s 时刻，电子打在荧光屏上的何处？（2）荧光屏上有电子打到的区间有多长？（3）屏上的亮点如何移动？解析：（1）由图知t =0.06 s 时刻偏转电压为U =1.8U 0 ① 电子在电场中加速21mv 02=qU 0 ②电子在电场中加速y =2)(21v L mL qU③解得：y =0.45L =4.5 cm ，打在屏上的点距O 点13.5 cm.（2）电子的最大侧移为0.5L ，由②③两式可得偏转电压最大为U m =2.0U 0，tan θ=1, 所以荧光屏上电子的最大侧移为Y =(2L+L )tan θ=(2L+L )能打到的区间长为2Y =3L =30 cm.（3）屏上的亮点由下而上匀速上升，间歇一段时间后又重复出现.。
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《电势能与电势差》测评(时间:90分钟,总分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.一个点电荷,从静电场中a点移到b点,其电势能的变化为零,则A.a、b两点的场强一定相等B.该点电荷一定沿等势面移动C.作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的D.a、b两点的电势一定相等答案：D 解析：点电荷从静电场中a点移到b点,电势能变化为零,说明a、b两点电势相等,但场强不一定相等而且电荷也不一定沿等势面移动,电场力所做的总功等于零,但并不是说电场力在何处都不做功,所以A、B、C均错,D对.2.关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是A.电场强度大的地方,电势一定高B.电场强度不变,电势也不变C.电场强度为零处,电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向答案：D 解析：电场强度是从力的角度来描述电场性质的物理量,电势是从能的角度来描述电场性质的物理量,二者没有必然联系.场强大时电势不一定高,场强为零电势也不一定为零,场强不变电势也可能变,但是场强的方向是指向电势降低最快的方向.3.若带正电荷的小球只受到电场力作用,则它在任意一段时间内A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动答案：D 解析：电场线方向从高电势指向低电势,所以带正电的小球所受电场力方向应沿着电场线在这一点的切线方向,但小球可能有反向初速度,所以A、B、C均不对,D对.4.如图所示,空间有一水平匀强电场,在竖直平面内有一初速度v0的带电微粒,沿图中虚线由A 运动至B,其能量变化情况是(重力不能忽略)A.动能减少,重力势能增加,电势能减少B.动能减少,重力势能增加,电势能增加C.动能不变,重力势能增加,电势能减少D.动能增加,重力势能增加,电势能减少答案：B 解析：由分析知,微粒要由A运动到B,其所受合力必与初速度v0在同一直线上,所以微粒所受电场力方向水平向左,电荷带负电.所以当微粒由A运动到B时,重力做负功,重力势能增加；电场力做负功,电势能增加；由能量守恒定律可得:动能减少.5.如图所示,平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接,极板B接地,若极板B稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是A.两极板间的电压不变,极板上的电荷量变大B.两极板间的电压不变,极板上的电荷量减小C.极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变大D.极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变小答案：C 解析：平行板电容器此时电荷量不变,B 板上移电容C 减小,所以U 增大,静电计指针偏角变大.6.将平行板电容器充电后,去掉电源,下面说法正确的是A.相对面积不变,极板间距离增大,场强不变,电势差增大B.极板间距离不变,相对面积减小,场强变大,电势差增大C.相对面积不变,极板间距离减小,电荷量减少,电容增大D.极板间距离不变,相对面积增大,电容增大,电荷量不变答案：AB 解析：电容器充电后去掉电源,电容器的电荷量不变.当相对面积S 不变,板间距离d 增大时,由C=kd S πε4可判断C 减小,则由Q=UC 可知U 增大,又E=U/d,所以E=Q/Cd=SkQ επ4,与d 无关,所以E 不变,A 对,C 错；当d 不变,S 减小时,C 减小,U 增大,E 增大,B 对,D 错.7.一带电粒子垂直于电场方向射入电场,经电场后的偏转角与下列因素的关系是A.偏转电压越高,偏转角越大B.带电粒子的质量越大,偏转角越大C.带电粒子的电荷量越少,偏转角越大D.带电粒子的初速度越大,偏转角越小答案：AD 解析：电子垂直于电场方向射入电场将会做类平抛运动,其偏转角为tanθ=0v v y=UqL/mdv 02,所以θ是由偏转电压U 、粒子带电荷量q 、平行板长度L 、平行板间距d 和粒子初速度来决定的.8.(2007全国卷Ⅰ,20)a 、b 、c 、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行.已知a 点的电势为20 V ，b 点的电势为24 V ，d 点的电势为4 V ，如图.由此可知c 点的电势为A.4 VB.8 VC.12 VD.24 V答案：B9.如图所示,A 、B 两板间加速电压为U 1,C 、D 两板间偏转电压为U 2.一个静止的α粒子(42He)自A 板起相继被加速、偏转,飞离偏转电场时的最大侧移为C 、D 板间距离一半,则它的出射速度的大小为A.)(221U U m e + B.)2(21U U m e +C.)(2221U U m e +D.)2(221U U me + 答案：B 解析：在加速电场中由动能定理得:qU 1=21mv 02 在偏转电场中,由动能定理得:21qU 2=21mv 2-21mv 02 解得:v=)2(21U U me +. 10.如图所示,一质量为m,带电荷量为q 的微粒,从两平行金属板正中央沿与匀强电场垂直方向射入,不计重力,当入射速度为v 时,它恰好穿过电场而不碰金属板.现使微粒入射速度变为v/2,仍恰好穿越电场,保持其他量不变时,可行的方法是A.使粒子带电荷量变为原来的1/4B.使两板间电压减为原来的1/2C.使两板间距离增为原来的2倍D.使两板间距离增为原来的4倍答案：AD 解析：微粒恰好穿过电场而不碰金属板,说明其偏转距离为y=21202dmv UqL .现若是入射速度变为原来的一半,那么若想y 不变,U 、q 、L 、d 变化均可.二、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中横线上)11.A 、B 两带电小球,A 固定不动,B 的质量为m,在库仑力作用下,B 由静止开始运动,已知初始时,A 、B 间的距离为d,B 的加速度为a,经过一段时间后,B 的加速度变为4a ,此时A 、B 间的距离应为_____________.已知此时B 的速度为v,则在此过程中电势能的减少量为____________.答案：2d mv 2/2 解析：取B 球为研究对象,当A 、B 相距为d 时,B 受A 的库仑力作用,则有:2dq kq B A =ma ① 当A 、B 相距为r 时,同理有:2r q kq B A =ma/4 ② 由①②得:r=2d根据能量守恒定律,电势能减小量等于B 带电小球动能增加量,即ΔE=mv 2/2.12.如图所示,A 、B 、C 、D 是匀强电场中一个正方形的四个顶点.已知A 、B 、C 三点电势分别为φA =15 V ,φB =3 V ,φC =-3 V ,则可得D 点电势φD =_____________.答案：9 V 解析：如图所示,连接AC,则U A C=18 V ,将AC 三等分,AE=EF=FC,则E 、F 点的电势分别为φE =9 V 、φF =3 V ,F 点与B 点等势,作出等势线如图中所示.则D 点电势φD =9 V.13.如图所示,a 、b 分别为x 、y 轴上两点,它们与原点O 的距离相等,一束电子以初速度v 0垂直于x 轴从a 点射入,由于匀强电场的作用,电子束恰好从b 点射出,则电子从b 点射出时的速度大小是__________.答案：5v 0 解析：电子y 方向做匀速运动,x 方向在电场力作用下做匀加速直线运动,根据运动学公式则有:y=v 0t,x=at 2/2∵x=y,∴at 2/2=v 0t.得:v x =at=2v 0电子从b 点射出时y 方向分速度为:v y =v 0则电子从b 点射出时的合速度为:v=02020202225)2()(v v v v at v v y x =+=+=+. 三、计算题(本大题共4小题,共45分.解答要写出必需的过程,只写结果的不得分)14.(10分)如图所示,质量为m=3×10-6g 的油滴带有负电荷q=8.5×10-11 C,从离C 缺口正上方的20 cm 的D 处静止自由落下.若要使油滴不落在B 板上,A 、B 板间至少应加多大电压？哪个板的电势高？解析：油滴下落过程中受重力mg 和电场力Eq 的作用,如果油滴到B 点时速度恰好变为0,则这时的电压U 即是应加的最大电压.由动能定理得:mg(h+d)-Uq=0U=mg(h+d)/q=3×10-9×10×0.35/8.5×10-11=123 V上极板电势高.答案：123 V 上极板电势高15.(12分)如图所示,已知平行板电容器两极板间距离d=4 mm,充电后两极电势差为120 V .若它的电容为3 μF,且P 到A 板距离为1 mm.求:(1)每一板带电荷量;(2)一个电子在P 点具有的电势能;(3)一个电子从B 板出发到A 板获得的动能;(4)两板间的电场强度.解析：(1)由Q=UC 得:Q=120×3×10-6 C=3.6×10-4C.(2)E p =φp e=dU AB d pB e=-90 eV . (3)因为电子从B 点出发到A 板的过程中电场力做正功,电势能减小,动能增加,所以E k -0=U AB q,E k =120 eV .(4)E=U/d=3×104N/C.答案：(1)3.6×10-4C (2)-90 eV (3)120 eV(4)3×104N/C16.(10分)真空中足够大的两个相互平行的金属板a 和b 之间的距离为d,两板之间的电压U ab 按图所示规律变化,其变化周期为T.在t=0时刻,一带电粒子(+q)仅在该电场的作用下,由a 板从静止开始向b 板运动,并于t=nT(n 为自然数)时刻,恰好到达b 板.求:若粒子在t=T/6时刻才开始从a 板运动,那么经过同样时间,它将运动到离a 板多远的地方？解析：设带电粒子在匀强电场中的加速度为a,前半个周期为加速运动,后半个周期为减速运动,所以a 、b 间距离 d=2ns=2n 21a(2T )2① 若粒子在t=T/6时刻开始从a 板运动,该粒子向B 板运动的距离x 1=2n21a(62T )2,在电场力作用下返回a 板的距离x 2=2n21a(6T )2.所以该粒子向B 板运动 的位移x=2n ［21a(62T )2-21a(6T )2］② 所以①÷②得x=3d . 答案：d/317.(13分)如图所示,一条长为L 的绝缘细线上端固定,下端拴一质量为m 的带电小球,将它置于水平方向的匀强电场中,场强为E,已知当细线与竖直方向的夹角为α时,小球处于平衡位置A 点,问在平衡位置以多大的速度v A 释放小球,才能使之在电场中做竖直平面内的完整圆周运动？解析：小球受重力mg 、电场力Eq 、线的拉力T 作用.简化处理,将复合场(重力场和电场)等效为重力场,小球在等效重力场中所受重力为mg′,如图:mg′=22)()(Eq mg +,即g′=mEq mg 22)()(+ 小球在A 点处于平衡状态,若小球在A 点以速度v A 开始绕O 点在竖直平面内做圆周运动,若能通过延长线上的B 点(等效最高点)就能做完整的圆周运动,在B 点根据向心力公式得:T+mg′=Lm v B 2. T≥0为临界条件,所以v B ≥L g '又因仅重力、电场力对小球做功,由动能定理得:-mg′2L=21mv A 2-21mv B 2 由以上两式解得:v A ≥5g′L=5L αcos 5)()(5'522gL mEq m g L L g =+=. 答案：v A =αcos 5gL。