第=page22頁，共=sectionpages22頁電勢能和電勢同步練習(xí)一、單選題下列說法中正確的是(????)A.正電荷放于電勢越低處,電勢能越小

B.負(fù)電荷放于電場線越密處,電勢能越小

C.正電荷由電勢低處移到電勢高處,電場力作正功

D.負(fù)電荷沿電場線移動,電勢能減小如圖所示,AB為電場中的一條電場線,電場方向由A指向B,以下說法正確的是(????)

A.該電場一定是勻強(qiáng)電場

B.負(fù)電荷放在B點所受電場力方向向右

C.A點的電勢一定低于B點電勢

D.負(fù)電荷放在B點的電勢能比放在A點的電勢能大某區(qū)域的電場線分布如圖所示,A,B為同一條電場線上的兩點,則下列說法中正確的是(

)

A.電勢φA>φB

B.電場強(qiáng)度的大小EA>EB

C.將正電荷從A點移到B點電場力做負(fù)功有如圖所示,在勻強(qiáng)電場中有O、A、B三點,OA=OB=5cm,其中O、A電勢分別為0V、5V,OA與OB的夾角為120°,A、B在同一條豎直線上?，F(xiàn)有一不計重力、帶電量為e的粒子以4eV的動能從A點沿AO方向飛入電場,經(jīng)過B點時,動能與在A點時相同,且在同一條豎直線上,則下列說法正確的是

A.該帶電粒子帶正電

B.粒子運動過程中,電場力一直做正功

C.粒子能運動到O點,且在O點時電勢能為零

D.該電場強(qiáng)度大小為200V/m,方向水平向左如圖所示,O點是正六邊形abcdef的中心,空間有一勻強(qiáng)電場,恰好與正六邊形平面平行(圖中未畫出)。已知正六邊形邊長L=3,a、c、e三點的電勢分別為φa=1?V、φc=4?V、φA.O點的電勢為23?V

B.電場強(qiáng)度的方向由a指向d

C.一電子從f點運動到d點,電勢能增加了3?一帶電粒子僅在電場力作用下從A點開始以?v0做直線運動,其v?t圖象如圖所示．粒子在t0時刻運動到B點,3t0時刻運動到C點,下列判斷正確的是(????)A.A,B,C三點的電勢關(guān)系為φB>φA>φC

B.A,B,C三點的場強(qiáng)大小關(guān)系為EC>EB>EA

C.粒子從A點經(jīng)B點運動到C在真空中A、B兩點分別放有異種點電荷?Q和+2Q,以A、B連線中點O為圓心作一圓形路徑acbd,如圖所示,則下列說法正確的是(????)

A.場強(qiáng)大小關(guān)系有Ea=Eb、Ec=Ed

B.電勢高低關(guān)系有φa>φb、φc>如圖是某一點電荷形成的電場中的一條電場線,A,B是電場線上的兩點,一負(fù)電荷q僅在電場力作用下以初速度v0從A向B運動并經(jīng)過B點,一段時間后q以速度v又一次經(jīng)過A點,且v與v0的方向相反,則以下說法中正確的是(????)

A.A,B兩點的電場強(qiáng)度是EA<EB

B.負(fù)電荷q先后經(jīng)過A點的速度大小v0=v

C.負(fù)電荷q在A,B兩點的電勢能EpA某區(qū)域電場線如圖所示,A、B為區(qū)域上兩點,下列說法正確的是(????)

A.正電荷在A點所受電場力比在B點所受電場力小

B.A點電勢低于B點電勢

C.正電荷在A點的電勢能大于在B點的電勢能

D.將電子從A點移動到B點,電場力做正功如圖所示,A、B兩點各放有電量為+Q和+3Q的點電荷,A、B、C、D四點在同一直線上,且AC=CD=DB,將一正電荷從C點沿直線移到D點,則說法正確的是(????)A.電場力一直做正功

B.

電場力一直做負(fù)功

C.電場力先做正功再做負(fù)功

D.正電荷在C點的電勢能EC大于在D點的電勢能二、多選題空間存在著平行于x軸方向的靜電場,A、M、O、N、B為x軸上的點,OA<OB,OM=ON,一帶正電的粒子在AB間的電勢能Ep隨x的變化規(guī)律為如圖所示的折線,則下列判斷中正確的是(????)A.AO間的電場強(qiáng)度等于OB間的電場強(qiáng)度

B.M點電勢比N點電勢低

C.若將一帶負(fù)電的粒子從M點靜止釋放,它一定能通過N點

D.該粒子從M向O移動過程中,所受電場力做正功如圖所示,在真空中固定兩個等量異號點電荷+Q和-Q,圖中O點為兩點電荷連線的中點,P點為連線上靠近-Q的一點,MN為過O點的一條線段,M點與N點關(guān)于O點對稱,NO=PO.下列說法中正確的是A.同一個試探電荷在M、N兩點所受的電場力相同

B.N、P兩點的電勢相同

C.將帶正電的試探電荷從M點沿直線移到N點的過程中,電荷的電勢能先增大后減小

D.將一電子從N點移到P點,電子的電勢能增大一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正方向運動,其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中0～x2段是關(guān)于直線x=x1對稱的曲線,x2～x3段是直線A.x2～x3段做勻加速直線運動

B.x1處電場強(qiáng)度為零

C.粒子經(jīng)過x1處時動能最大

D.在0、x三、計算題如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中,有一電荷量為q=4×10?7C的負(fù)點電荷從A點運動到B點,電場力做功為WAB=3.2×10?6J,AB間距離L=4m(1)B、A間電勢差UBA是多少(2)電場強(qiáng)度E是多大?(3)如果A點的電勢為?4V,求B點的電勢為多大?電荷量q′=4×10?6C的正電荷在A點具有的電勢能是多少?

在真空中O點放一個正點電荷Q=+1.0×10?9C,直線MN通過O點,OM的距離r=30cm,如圖所示。已知φN=0,k=?9.0×109Nm2/C2,求

(1)M點的場強(qiáng)大小?

(2)若把一電荷量為q=??2.0×10?10C的負(fù)點電荷從M點移動到N點的過程中電場力做功WMN=??3.0×10?9如圖甲所示,一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角θ=37°的光滑斜面上,當(dāng)整個裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中時,小物塊恰好沿斜面勻速下滑。g為重力加速度,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小。(2)若僅將電場強(qiáng)度大小減小為原來的一半而方向不變,使小物塊以初速度v0自底端開始向上滑動,(3)在滿足(2)條件下,求小物塊達(dá)到最高點處的電勢能(選取底端電勢為零)。

正確正確答案和詳細(xì)解析1.【正確正確答案】A

【詳細(xì)解析】【分析】

此題考查電勢高低與電勢能高低的關(guān)系,正電荷在電勢越高的地方電勢能越大,而負(fù)電荷在電勢越高的地方電勢能越小,電場力做正功,電勢能減小,電場力做負(fù)功,電勢能增大。

【解答】

解:AC、正電荷在電勢高的地方電勢能大,在電勢能低的地方電勢能??；正電荷由電勢低處移到電勢高處,電場力作負(fù)功．故選項A正確,C錯誤

B、負(fù)電荷放于電場線越密處,受到的電場力大,但不能判斷出電荷的電勢能的大?。蔅錯誤．

D、負(fù)電荷沿電場線的方向移動,由于負(fù)電荷受力的方向與電場線的方向相反,電場力做負(fù)功,電荷的電勢能增大．故D錯誤；

故選:A

2.【正確正確答案】D

【詳細(xì)解析】解:A、由于一根電場線無法知道電場線的疏密,故不能判定是勻強(qiáng)電場．故A錯誤．

B、負(fù)電荷在B點所受電場力方向水平向左．故B錯誤．

C、沿著電場線方向電勢逐漸降低,則A點的電勢高于B點的電勢．故C錯誤．

D、負(fù)電荷從A點移動到B點,電場力做負(fù)功,電勢能增加,所以負(fù)電荷放在B點的電勢能比A點的電勢能大．故D正確．

故選:D

勻強(qiáng)電場的電場線為等間距的平行直線,沿電場線方向電勢逐漸降低,負(fù)電荷所受電場力方向與電場強(qiáng)度方向相反,根據(jù)電場力做功判斷電勢能的變化．

解決本題的關(guān)鍵知道正電荷所受電場力方向與電場強(qiáng)度方向相同,負(fù)電荷所受電場力方向與電場強(qiáng)度方向相反．以及知道電場線的疏密表示場強(qiáng)的強(qiáng)弱,沿著電場線方向電勢逐漸降低．

3.【正確正確答案】A

【詳細(xì)解析】【分析】

沿電場線電勢降低,電場線密集的地方,電場強(qiáng)度大；正電荷順著電場線移動,電場力做正功,電勢能減小。

本題考察電場線及電場力做功,著重在于理解電場線的意義。

【解答】

A.沿電場線電勢降低,電勢φA>φB,故A正確；

B.電場線密集的地方,電場強(qiáng)度大,電場強(qiáng)度的大小EA<EB

,故B錯誤；

C.將正電荷從A點移到B點電場力做正功,故C錯誤；

D.因電勢φA>φB,將負(fù)電荷放在A、B兩點具有的電勢能EPA<E【詳細(xì)解析】【分析】

根據(jù)勻強(qiáng)電場中沿任意方向相同距離電勢差相等。帶電量為e的粒子從A點沿AO方向飛入電場,經(jīng)過B點時動能與在A點時相同,所以A、B在同一等勢面上,電勢相同,進(jìn)而判斷出電場線的方向,分析粒子的受力情況,確定粒子的電性。

此題關(guān)鍵是知道粒子只收電場力作用,則粒子的動能和電勢能之和守恒,抓住這一點可進(jìn)行判斷,注意U=Ed公式中d的物理意義。

【解答】

AB.

根據(jù)順著電場線方向電勢降低。帶電量為e的粒子從A點沿AO方向飛入電場,經(jīng)過B點時動能與在A點時相同,所以A、B在同一等勢面上根據(jù)勻強(qiáng)電場中沿任意方向相同距離電勢差相等,則有φA?φO=φB?φO,由于O點的電勢小于A點的電勢,進(jìn)而判斷出電場線的方向垂直AB向左。帶電粒子從A點沿AO方向開始運動,又回到與A點在同一等勢面上的B點,則說帶電粒子所受電場力方向水平向右,所以該粒子帶負(fù)電。故AB錯誤；

C.由于只有電場力做功,根據(jù)功能關(guān)系可知,粒子的動能與電勢能之和不變,粒子在A點時,電勢能和動能之和為?5ev+4ev=?1ev,若粒子能運動到O點,則電勢能為零,動能為?1ev,不合實際,故粒子不能運動到O點,故C錯誤；

D.根據(jù)公式U=Ed,AO兩點間沿電場線方向的距離等于O點到直線AB的距離,,故D正確。

故選【詳細(xì)解析】【分析】

勻強(qiáng)電場的等勢線是一系列的平行且等間距的直線,電場線必定與等勢面垂直,且從高等勢面指向低等勢面,結(jié)合以上特點就可以畫出電場線．然后結(jié)合電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系及電場力做功與電勢能的變化關(guān)系分析。

本題的關(guān)鍵找等勢點,作出電場線,這是解決這類問題常用方法,同時還要充分利用正六邊形的對稱性分析勻強(qiáng)電場中各點電勢的關(guān)系。

【解答】

A.由圖所示,在勻強(qiáng)電場中a、e連線的中點g的電勢φg=12φa+φe=4V=φc=φO,故A錯誤；

B.虛線cOgf為等勢線,在勻強(qiáng)電場中等勢線相互平行,電場線與等勢線相互垂直,且由電勢線高的等勢線指向電勢低的等勢線,可知ab、de均為等勢線,db、ea均為電場線,電場強(qiáng)度的方向由e指向a(或由d指向b),故B錯誤；

C.一電子從f點運動到d點,電場力做正功,電勢能減少了eφd?φf=3eV,故C錯誤；

D.沿電場線方向【詳細(xì)解析】【分析】

根據(jù)速度與時間圖象可知,加速度是恒定,則可確定電場力大小,進(jìn)而得出電場強(qiáng)度大??；因粒子的電性不知,則無法確定電場強(qiáng)度的方向,由于從A到B,動能增加,則電場力對粒子做正功,導(dǎo)致電勢能減小,從而即可求解?？疾橛伤俣扰c時間圖象,來確定加速度大小與方向的方法,理解電場力做功與電勢能變化關(guān)系,以及動能的變化,注意粒子不知電性,因此電勢高低無法確定。

【解答】

A.由于粒子不知電性,無法確定電場強(qiáng)度的方向,因此無法比較電勢的高低,故A錯誤；

B.根據(jù)牛頓第二定律有:qE=ma得a=qmE。故電場強(qiáng)度越大,粒子的加速度大小越大。由圖可以看出aB最大,故EB最大,故B錯誤；

C.由圖象可知,粒子從A點經(jīng)B點運動到C點速度先減小后增大,所以動能先減小后增大,根據(jù)能量守恒定律,電勢能應(yīng)該先增大后減小,故C正確；

D.由圖象可知,粒子從A點經(jīng)B點運動到C點速度先減小后增大,根據(jù)動能定理可知電場力先做負(fù)功,后做正功,故D錯誤。

故選C。

7.【詳細(xì)解析】【分析】

本題考查電場的疊加、判斷電勢、場強(qiáng)大小的能力,無論是電場線或是等差等勢面,都是密的地方場強(qiáng)大,疏的地方場強(qiáng)?。浑妱莞叩偷呐袛喾椒梢愿鶕?jù)電勢的定義式來判斷,但一般都是按沿電場線方向電勢降低來判斷。

【解答】

A.由于QA<QB,a點處電場線比b點處電場線疏,a點場強(qiáng)小于b點場強(qiáng)。根據(jù)對稱性規(guī)律可知cd兩點的電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,故A錯誤；

B.由題,電場線方向由B指向A,則有φb>φa；由對稱性規(guī)律及電場的疊加原理可知c點與d點電勢相等。故B錯誤；

C.將一負(fù)點電荷沿圓弧由a運動到b的過程中,電場力方向與運動方向夾角小于90°,所以電場力做正功。故C正確。

D.將一正點電荷沿直線由c運動到d的過程中,根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加可知,在c點電場力方向與速度方向夾角大于90°,而在d點的電場力方向與速度方向夾角小于90°,所以電場力先做負(fù)功后做正功,則電勢能先增大后減小。故D錯誤。

故選C【詳細(xì)解析】【分析】

通過負(fù)電荷的運動狀態(tài),確定出電場強(qiáng)度方向,沿著電場方向,電勢降低,電場力做正功電勢能減小,電場力做負(fù)功,電勢能增大,電場線的疏密表示強(qiáng)度的大小；

本題主要考查了電場強(qiáng)度魚電場線的關(guān)系,抓住沿著電場方向,電勢降低,電場力做正功電勢能減小,電場力做負(fù)功,電勢能增大即可。

【解答】

A.一根電場線不能確定電場線的疏密,故無法判定場強(qiáng)大小,故A錯誤；

D.通過題意可知,負(fù)電荷先向右減速運動,再向左加速度運動,故場強(qiáng)由A指向B,A,B兩點的電勢是φA>φB,故D錯誤；

C.負(fù)電荷從A到B電場力做負(fù)功,故電勢能增大,故EpA<EpB,故C錯誤；

B.只在電場力作用下,回到A點,電場力做功為零,故負(fù)電荷q先后經(jīng)過A點的速度大小v=v0,故B正確。

【詳細(xì)解析】解:A、電場線越密,場強(qiáng)越大,則A點場強(qiáng)一定大于B點場強(qiáng),正電荷在A點所受電場力比在B點所受電場力大。故A錯誤。

B、因為順著電場線方向電勢降低,則A點電勢一定高于B點電勢。故B錯誤。

C、若正電荷從A移動到B,電場力做正功,電勢能減小,則知正電荷在A點的電勢能大于在B點的電勢能。故C正確。

D、將電子從A點移動到B點,電場力方向向左,電場力做負(fù)功。故D錯誤。

故選:C。

電勢根據(jù)電場線的方向判斷:順著電場線方向電勢降低。場強(qiáng)根據(jù)電場線的疏密判斷,電場線越密,場強(qiáng)越大。根據(jù)電場力做功,判斷電勢能的變化。

本題的解題關(guān)鍵是抓住電場線的兩個意義:電場線的方向反映電勢高低,據(jù)電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小。

10.【正確正確答案】C

【詳細(xì)解析】【分析】

AB連線上每一點的場強(qiáng)是由電量為+Q和+3Q的兩個點電荷共同疊加產(chǎn)生的,根據(jù)點電荷場強(qiáng)公式確定電場強(qiáng)度為零的位置,從而確定出在AB連線上的電場力方向,從而確定出電場力做功的情況。

該題將電場的疊加和力做正功或做負(fù)功的條件結(jié)合在一起,需要先判斷出合場強(qiáng)的方向,再判斷電荷受到的電場力的方向,最后判定電場力是做正功還是做負(fù)功。

【解答】

ABC.設(shè)在AB連線上AB之間距離A點x處的合場強(qiáng)為0,AB=L,則有:kQx2=k3Q(L?x)2,解得x=3?12L≈0.366L,即CD之間某點的合場強(qiáng)為零,設(shè)該點為F,則在F點左側(cè),場強(qiáng)方向向右,正電荷所受電場力方向向右,在F點右側(cè)正電荷所受的電場力方向向左,可知正電荷從C移至D的過程中,電場力一直先做正功后做負(fù)功,故C正確,AB錯誤；

D.C點的電勢低于D點的電勢,根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大,可知正電荷在C點的電勢能EC小于在D點的電勢能ED,【詳細(xì)解析】解:A、在Ep?x圖象中,圖象的斜率絕對值表示電場力大小,結(jié)合電場力公式F=qE,知AO間的電場強(qiáng)度大于OB間的電場強(qiáng)度,故A錯誤；

B、由圖知,帶正電的粒子在M點的電勢能比在N點的小,根據(jù)Ep=qφ知,M點電勢比N點電勢低,故B正確．

C、正電荷在M點的電勢能小于在N點的電勢能,負(fù)電荷在M點的電勢能反而大于在N點的電勢能。若將一個帶負(fù)電的粒子從M點靜止釋放,在電場力的作用下,它將加速運動到O點后,再向N點做減速運動,根據(jù)能量守恒定律可知,運動到N點時,其動能大于零,故它一定能通過N點,故C正確．

D、帶正電的粒子從M向O移動過程中,電勢能增大,則粒子所受電場力做負(fù)功．故D錯誤．

故選:BC

根據(jù)電場力做功與電勢能的關(guān)系,知道圖象的斜率表示電場力大小,再由公式分析場強(qiáng)關(guān)系．分析正電荷電勢能的變化,從而分析出電勢的關(guān)系．根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系判斷電場力做功情況．

該題的關(guān)鍵要明確圖象的斜率表示電場力,分析電場力的關(guān)系,從而確定場強(qiáng)的關(guān)系．要注意電勢能不僅與電勢有關(guān),還與電荷有關(guān),分析時一定要注意電荷的正負(fù)．

12.【【詳細(xì)解析】【分析】

根據(jù)電場線的分布情況,判斷M、N場強(qiáng)的關(guān)系；電場線的疏密表示場強(qiáng)的大?。坏攘慨惙N點電荷的連線中垂線是一條等勢線；畫出等勢面判斷P、N點的電勢大小。

本題關(guān)鍵是結(jié)合等量異號電荷的電場線分布圖和等勢面分布圖進(jìn)行分析,明確電場力做功等于電勢能的減小量,不難。

【解答】

A.等量異種點電荷的電場的分布具有一定的對稱性,如圖:

由圖可得M、N兩點的電場強(qiáng)度相同,同一個試探電荷在M、N兩點所受的電場力相同,故A正確；

B.畫出過M、N的等勢面,如圖所示:

電場線從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,故N點的電勢大于P點的電勢,故B錯誤；

C.將帶正電的試探電荷從M點沿直線移到N點的過程中,電場力一直做正功,故電勢能一直減小,故C錯誤；

D.將一電子從N點移到P點,電勢降低,故電子的電勢能增大,故D正確。

故選AD。

13.【正確正確答案】BC

【詳細(xì)解析】【分析】

根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系:EP=qφ,場強(qiáng)與電勢的關(guān)系:E=ΔφΔx,結(jié)合分析圖象斜率與場強(qiáng)的關(guān)系,即可求得x1處的電場強(qiáng)度,根據(jù)能量守恒判斷速度的變化,由EP=qφ,分析電勢的高低,由牛頓第二定律判斷加速度的變化,即可分析粒子的運動性質(zhì),根據(jù)斜率讀出場強(qiáng)的變化,由F=qE,分析電場力的變化。

解決本題的關(guān)鍵要分析圖象斜率的物理意義,判斷電勢和場強(qiáng)的變化,再根據(jù)力學(xué)基本規(guī)律:牛頓第二定律進(jìn)行分析電荷的運動情況。

【解答】

AC.由圖看出在0～x1段圖象切線的斜率不斷減小,由上式知場強(qiáng)減小,粒子所受的電場力減小,加速度減小,做加速度減小的加速運動,x1～x2段圖象切線的斜率不斷增大,場強(qiáng)增大,粒子所受的電場力增大,加速度增大,做加速度增大的減速運動,x2～x3段斜率不變,場強(qiáng)不變,即電場強(qiáng)度大小和方向均不變,是勻強(qiáng)電場,粒子所受的電場力不變,做勻減速直線運動,根據(jù)電勢能與電場力做功的關(guān)系知,在x1處時,動能最大,故A錯誤,C正確；

B.根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系:EP=qφ,場強(qiáng)與電勢的關(guān)系:E=ΔφΔx,得:E=1q×ΔEpΔx,由數(shù)學(xué)知識可知EP?x圖象切線的斜率等于ΔEPΔx,x1處切線斜率為零,則x1處電場強(qiáng)度為零,故B正確；

D.根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系:EP=qφ