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- 2021-05-24 发布
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高中物理选修3-1 同步训练
(2011·高考海南卷)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
解析:选D.零电势的位置是人为选定的,与物体是否带电无关,A错误.电场强度是电势随空间的变化率,二者的大小之间无直接联系,B错误.沿电场线的方向电势是逐渐降低的,C错误.由于负电荷在电势越低处电势能越大,故D正确.
设电荷只受电场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.负电荷只能朝着电势能减小的地方运动
B.正电荷只能朝着电势低的地方运动
C.初速度为零的负电荷一定朝着电势能减小的地方运动
D.初速度为零的正电荷一定朝着电势降低的地方运动
解析:选CD.电荷初速度为零时,运动方向由所受静电力的方向决定,负电荷大体是逆着电场强度的方向运动,静电力做正功,电势能减小,正电荷顺着电场强度的方向运动,沿着运动的方向,电势降低,C、D正确.电荷初速度不为零时,运动方向由初速度方向和所受静电力的方向决定,可能做加速运动,也可能做减速运动,可能朝电势低的地方运动,也可能朝电势高的地方运动,A、B错误.
图1-4-9
某静电场的电场线分布如图1-4-9所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为φP和φQ,则( )
A.EPEQ,φP<φQ
C.EPφQ
D.EP>EQ,φP>φQ
解析:选D.P处电场线比Q处密,所以EP>EQ.P、Q在同一条电场线上,沿电场线的方向电势降低,所以φP>φQ,故D正确.
图1-4-10
6
(2012·清华附中高二检测)在如图1-4-10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( )
A.从A到B电场力做功最多
B.从A到E电场力做功最多
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WAB=EpA-EpB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.
将带电荷量为1×10-8C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,(取无限远处电势为零)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?
解析:(1)因静电力做负功,则电荷的电势能增加.因无限远处电势能为零,所以电荷在A点具有的电势能为1×10-6 J.
(2)A点电势为φA== V=100 V.
答案:(1)增加 1×10-6 J (2)100 V
一、单项选择题
在电场中,把电荷量为4×10-9C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8J,以下说法中正确的是( )
A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8J
B.B点的电势是15 V
C.电荷的电势能增加了6×10-8J
D.电荷的电势能减少了6×10-8J
解析:选C.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,B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6×10-8J,则电势能增加6×10-8J,所以C对D错.
图1-4-11
(2010·高考上海卷)三个点电荷电场的电场线分布如图1-4-11所示,图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb,电势分别为φa、φb,则( )
A.Ea>Eb,φa>φb
B.EaEb,φa<φb
D.Eaφb
6
解析:选C.根据电场线的疏密表示场强的大小可知,Ea>Eb,顺着电场线电势降落(最快),φa<φb.选项C正确.
图1-4-12
如图1-4-12所示,在矩形ABCD的AD边和BC边的中点M和N处各放一个点电荷,它们带等量异种电荷.E、F分别是AB边和CD边的中点,P、Q两点在MN的连线上,且MP=QN,则电场强度和电势都相同的两点是( )
A.E和F B.P和Q
C.A和B D.C和D
解析:选A.由等量异种点电荷形成的电场特点知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,若无穷远处电势为0,则A点的电势为正,B点的电势为负,A点的电势高于B点,同理D、C两点的场强和电势也不同.
图1-4-13
如图1-4-13所示,P、Q是两个电荷量相等的正的点电荷,它们连线的中点是O,A、B是中垂线上的两点,OAφB,综上所述,选项B正确.
二、双项选择题
a、b为电场中的两点,且a点电势高于b点,则( )
A.把负电荷从a点移到b点,电场力做负功,电势能增加
B.把正电荷从a点移到b点,电场力做正功,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.无论有无电荷移动,a点的电势能总是大于b点的电势能
解析:选AB.无论正电荷还是负电荷,电场力做正功则电势能减少,
6
电场力做负功则电势能增加,因此选项A、B正确,C错误.对于选项D,我们首先要清楚,在电场中某点放入电荷,这个电荷就具有电势能,像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,就不能比较其电势能的高低;若a、b两点不放入电荷,单就电场中的某点而言,不存在电势能问题.因此选项D错误.
图1-4-14
(2012·汕头实验中学高二测试)如图1-4-14所示,带正电的点电荷固定于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.速率先增大后减小
B.速率先减小后增大
C.电势能先减小后增大
D.电势能先增大后减小
解析:选AC.根据轨迹可知:电子从M到P静电力做正功,电势能减小,动能增加;电子从P到N静电力做负功,电势能增加,动能减小.
图1-4-15
如图1-4-15所示,某区域电场左右对称分布,M、N为对称线上的两点,下列说法正确的是( )
A.M点电势一定高于N点电势
B.M点场强一定大于N点场强
C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功
解析:选AC.沿电场线方向电势逐渐降低,M点电势一定高于N点电势,故选项A正确;因电场线越密的区域场强越大,由题图可知N点场强大于M点场强,故选项B错.由Ep=qφ可知,正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能,故选项C正确;电子从M点移到N点的过程中,受到的静电力与移动方向相反,静电力做负功,故选项D错.
下图1-4-16中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹.粒子先经过M点,再经过N点,则可以判定( )
图1-4-16
A.M点的电势高于N点的电势
B.粒子在M点的电势能小于N点的电势能
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C.粒子在M点的加速度大于在N点的加速度
D.粒子在M点的速度小于在N点的速度
解析:选AD.由粒子的运动轨迹和电场线的方向,可判断出粒子带正电,由M至N过程中电场力做正功,电势能减少,动能增加,速度增加,故B错,D对.由电场线的方向和疏密程度可判断电势φM>φN,场强EM
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