贵州省册亨一中2013届高三物理一轮复习课时训练：电势能和电势 11页

贵州省册亨一中 2013 届高三物理一轮复习课时训练：电势能和电势 一、选择题 1．图中三条实线 a、b、c 表示三个等势面。一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线 所示途径由 M 点运动到 N 点，由图可以看出( ) A．三个等势面的电势关系是ϕa>ϕb>ϕc B．三个等势面的电势关系是ϕa<ϕb<ϕc C．带电粒子在 N 点的动能较小，电势能较大 D．带电粒子在 N 点的动能较大，电势能较小 【答案】C 2．如图所示，在两个固定电荷＋q 和－q 之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4 为导体 上的四个点，在达到静电平衡后，各点的电势分别是φ1、φ2、φ3、φ4，则( ) A．φ4＞φ3＞φ2＞φ1 B.φ4＝φ3＞φ2＝φ1 C．φ4＜φ3＜φ2＜φ1 D.φ4＝φ3＜φ2＝φ1 【答案】B 3．下面关于电场强度和电势的说法中，正确的是( ) A．电场强度为零的地方，电势一定为零 B．电势为零的地方，电场强度一定为零 C．电场强度较大的地方，电势一定较高 D．沿着电场强度的方向，电势逐渐降低 【答案】B 4．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 【答案】BC 5．匀强电场中有 a、b、c 三点．在以它们为顶点的三角形中， ∠a＝30°、∠c＝90°,电场方 向与三角形所在平面平行．已知 a、b 和 c 点的电势分别为 V、 V 和 2 V．该 三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( ) A． V、 V B．0 V、4 V (2 3)− (2 3)+ (2 3)− (2 3)+ C． V、 V D．0 V、 V 【答案】B 6．现有两个边长不等的正方形，如图所示，且 Aa、Bb、Cc、Dd 间距相等。在 AB、AC、CD、DB 的中点分别放等量的正电荷和负电荷，若取无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是( ) A．O 点的电场强度和电势均为零 B．把一电荷从 b 点移到 c 点电场力作功为零 C．同一电荷在 a、d 两点所受电场力不相同 D．若 a 点的电势为φ，则 a、d 两点间的电势差为 2φ 【答案】BD 7．对于电场中 A、B 两点，下列说法正确的是( ) A．电势的定义式 ，说明电势 与电势能 成正比，与电荷的电荷量 q 成反比 B．将正电荷从 A 点移到 B 点静电力做正功，则有 C．电势差的定义式 中， 与移动电荷量 q 无关 D．把某点电荷 q 从 A 点移到 B 点的过程中，电场力对该电荷做了负功，则电势能增加 【答案】BD 8．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 【答案】D 9．如图所示，直线上有 o、a、b、c 四点，ab 间的距离与 bc 间的距离相等，在 o 点处有固定点 电荷，已知 b 点电势高于 c 点电势．若一带电负电荷的粒子仅在电场力作用下先从 c 点运动 到 b 点，再从 b 点运动到 a 点，则( ) A．两过程中电场力做的功相等 B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功 C．前一过程中，粒子电势能不断减小 4 3(2 )3 − 4 3(2 )3 + 3 pE q ϕ = ϕ pE 0ABU > AB AB WU q = ABW D．后一过程中，粒子动能不断减小 【答案】C 10．如图所示，分别在 M、N 两点固定放置两个点电荷，电荷量均为+Q ，MN 连线的中点为 O．正 方形 ABCD 以 O 点为中心，E、F、G、H 是正方形四边的中点，则下列说法中正确的是( ) A．A 点 电势低于 B 点电势 B．正点电荷沿直线从 A 到 B，电势能先减小后增大 C．O 点的电场强度为零，电势也为零 D．对同一负点电荷，沿路径 A→C→D 比沿 A→B 电场力做的功多 【答案】B 11．如图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，下列表述正确的有( ) 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 【答案】BD 12．如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，初速度为 v0 的带电微粒从 A 点射入电场，在竖 直平面内沿直线从 A 运动到 B，在此过程中微粒的( ) A．动能和电势能都减少，重力势能增加 B．动能和重力势能都增加，电势能减少 C．动能减少，重力势能和电势能都增加 D．动能不变，重力势能增加，电势能减少 【答案】C 13．如图所示，A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，A、B、C 三点的电势 分别为 1V、2V、4V。则下列说法中正确的是( ) +Q M A O D B C N +Q E H F G A．D、E、F 三点的电势分别为 4V、2V、1V B．电荷量为 2×10-8C 的正点电荷在 D 点的电势能为 1.0×10-7J C．将电荷量为 2×10-8C 的正点电荷从 E 点移到 F 点，电场 力做的功为 2×10-8J D．将电荷量为 2×10-8C 的负点电荷从 F 点移到 A 点，电荷的电势能减少了 2×10-8J 【答案】B 14．有一半径为 R=20cm 的圆 0 处在匀强电场中，匀强电场与圆共面，圆周上有四个点 A．B、C、 D,其位置关系如图所示，已知 BOC=74o，B、C 及 0 三点的电势分别为 ， ，则以下分析判断正确的是( ) A．匀强电场的场强大小为 100V/m B．电子从 0 点移动到 C 点，其电势能增加了 16ev C．A 点的电势 D．A 点的电势 【答案】AC 15．一个电荷只在电场力作用下从电场中的 A 点移到 B 点过程中，电场力做了 5×10-6 J 的正功， 那么( ) A．电荷的电势能减少了 5×10-6 J B．电荷的动能减少了 5×10-6 J C．电荷在 B 处时具有 5×10-6 J 的电势能 D．电荷在 B 处时具有 5×10-6 J 的动能 【答案】A 16．如图所示，O、B、A 为一粗糙绝缘水平面上的三个点，三个点在同一条直线上，一电荷量为 -Q 的点电荷固定在 O 点，现有一质量为 m,电荷量为+q 的小金属块（可视为质点），从 A 点 以初速度υ0 沿它们的连线向固定点电荷运动，到 B 点时速度最小，其大小为υ（υ＜υ 0）。已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，AB 间距离为 L，静电引力常数为 k,则( ) ∠ 16.0B C Vϕ ϕ= = 0 oϕ = 16.0A Vϕ < 16.0A Vϕ > A．OB 间的距离为 B．小金属宽由 A 点向 O 点运动的过程中，电势能先增大后减小 C．小金属块由 A 向 O 运动的过 程中，加速度先减小后增大 D．在点电荷-Q 形成的电场中，A、B 两点的电势差为 【答案】AC 17．关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是( ) A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定 B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定 C．电势差是矢量，电场力做的功是标量 D ．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零 【答案】BC 18．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一族等势线及其电势值，一带电粒子只 在电场力的作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从 A 点飞到 B 点，则下列判断正确的是 ( ) A．粒子一定带负电 B．A 点的场强大于 B 点的场强 C．粒子在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能 D．粒子在 A 点的动能小于在 B 点的动能 【答案】B 19．如图所示，三个同心圆是点电荷 Q 周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列，A、 B、C 分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上。将电量为 的电荷从 A 点移到 C 点，电势能减少 ，若取 C 点为电势零点（ V），则 B 点的电势是( ) A．一定等于 6V B．一定低于 6V C．一定高于 6V D．无法确定 【答案】B 20．如图所示，A、B 是真空中的两个等量异种点电荷，M、N、O 是 AB 连线的垂线上的点，且 AO>OB。一带负电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，M、N 为轨迹和垂 线的交点，设 M、N 两点的场强大小分别 EM、EN，电势分别为 。下列说法中正确的是 ( ) [来源:学+科+网 Z+X+X+K] A．点电荷 A 一定带正电 B．EM 小于 EN C． [来源:学科网] D．此试探电荷在 M 处的电势能小于 N 处的电势能 【答案】B 21．电场中有 A、B 两点，在将某电荷从 A 点移到 B 点的过程中，电场力对该电荷做了正功，则 下列说法中正确的是( ) A．该电荷是正电荷，且电势能减少 B．该电荷是负电荷，且电势能增加 C．该电荷电势能增加，但不能判断是正电荷还是负电荷 D．该电荷电势能减少，但不能判断是正电荷还是负电荷 【答案】D 22．如图所示，虚线 EF 的下方存在着正交的匀强电应强度为 B。一带电微粒自离 EF 为 h 的高处 由静止下落，从 B 点进入场区，做匀速圆周运动，从 D 点射出。有同学做出如下判断： ①微粒受到的电场力方向一定竖直向上 ②微粒做圆周运动的半径为 ③从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点 C 最小 ④从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能增大 下列组合中正确的是( )[来源:学科网] A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 【答案】A 23．如图，虚线 a、b 和 c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 Ua、Ub 和 Uc， ,M N ϕ ϕ M N ϕ ϕ大于 g h B E 2 Ua>Ub>Uc.一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 KLMN 所示，由图可知( ) A．粒子从 K 到 L 的过程中，电场力做负功 B．粒子从 L 到 M 的过程中，电场力做负功 C．粒子从 K 到 L 的过程中，静电势能增加 D．粒子从 L 到 M 的过程中， 动能减少 【答案】AC 24．质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的。两个强作用电荷相反（类似于正负电 荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之 间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）。作为一个简单的模型，设这样的两夸克 之间的相互作用力 F 与它们之间的距离 r 的关系为： 式中 F0 为大于 零的常量，负号表示引力。用 U 表示夸克间的势能，令 U0＝F0(r2—r1)，取无穷远为势能零点。 下列 U－r 图示中正确的是( ) 【答案】B 25．在点电荷 Q 形成的电场中有一点 A，当一个－q 的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中 的 A 点时，电场力做的功为 W，则试探电荷在 A 点的电势能及电场中 A 点的电势分别为( ) A． B． C． D． 【答案】A 26．在静电场中，将一个电子由 a 点移到 b 点，电场力做功 5 焦耳，则下列判断正确的是( ) A．电场强度方向一定由 b 指向 a B．a、b 两点的电势差为 5 伏特 C．电子的动能减少了 5 焦耳 D．电势零点未确定，故 a、b 两点的电势没有确定值 【答案】D 27．如图所示，带箭头的线段表示某一电场的电场线，在电场力作用下一带电粒子（不计重力） 经过 A 点飞向 B 点，径迹如图中虚线所示，则( ) P A A WE W q ϕ= − =， P A A WE W q ϕ= = −， P A A WE W q ϕ= =， P A A WE W q ϕ= − = −， A．粒子带正电 B．粒子在 B 点加速度较 C．粒子在 B 点动能较大 D．A、B 两点相比较，B 点电势高 【答案】B 28．如图所示，长为 L，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q，质量为 m 的小球， 以初速度 v0 由斜面底端的 A 点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度为 v0，则( ) A．小球在 B 点的电势能一定小于小球在 A 点的电势能 B．A、B 两点的电势差一定为 C．若电场是匀强电场，则该电场的场强可能是 D．若电场是匀强电场，则该电场的场强最大值一定是 【答案】AC 二、填空题 29．如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为 ，两端各固定着一个带电小球，处于水平 方向、场强为 E 的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q 和－q，轻杆可绕中点 O 自由转动。 在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对 O 点的力矩 大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。 【答案】qEdsinα；-qEdcosα 30．如图 所示，a、b、c、d、e 五点在一直线上，b、c 两点间的距离等于 d、e 两点间的距离。 在 a 点固定放置一个点电荷，带电量为＋Q，已知在＋Q 的电场中 b、c 两点间的电势差为 U。 将另一个点电荷＋q 从 d 点移动到 e 点的过程中,电场力做 (正或负）功 ，做功 qU。（填＜,＞或＝） 【答案】正、< 31．将一个电量为－2.0×10－8C 的点电荷，从零电势点 S 移到 M 点要克服电场力做功 4.0×10－ 8J，则 M 点电势φM＝___________.若将该电荷从 M 点移到 N 点，电场力做功 1.4×10－7J， 则 N 点的电势φN＝___________，MN 两点的电势差 UMN＝___________. mgL q mg q mg q d 【答案】－2V；5V；－7V 32．如图所示，把电量为+5×10-9C 的电荷，从电场中 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 =15V，B 点的电势 =10V，则此过程电场 力做的功为___________J。 【答案】减小，2.5×10-8J 33．一个带正电的质点，电量 q=2.0×10-9C，在静电场中由 a 点移到 b 点，在这过程中，除电 场力外,其他力做的功为 6.0×10-5J，质点的动能增加了 8.0×10-5J，则质点的电势能 (填“增大”或“减小”）了 J，a、b 两点间的电势差 Ua-Ub 为 V 【答案】减小、 、 34．将一个 10-6C 的负电荷从电场中 A 点移到 B 点，克服电场力做功 2×10-6J。从 B 点移到 C 点， 电场力做功 4×10-6J，则 UAB=___________V，UAC=___________V。 【答案】2 V 、 -2 V 35．如图所示，已知 A、B 两点间的电势差 UAB= —10V，电荷 q= —2×10— 9 C 由 A 点移动到 B 点， 电场力所做的功大小是 J，电势能是 (填“增大”或“减小”）。 【答案】2×10 —8，减小 [来源:学。科。网 Z。X。X。K] 36．在匀强电场中 A 点、B 点、C 点、D 点为等腰梯形的四个顶点，AB∥CD， ，已知 A 点电势为 24V，C 点电势为 4V，D 点电势为 18V，如图所示，则 B 点电势为 V. 【答案】-4V 37．如图所示，在匀强电场中有 a、b、c、d 四点，它们处于同一圆周上，且 ac、 bd 分别是圆 的直径．已知 a、b、c 三点的电势分别为φa＝9 V，φb＝15 V，φc＝18 V，则 d 点的电势为 V J5102 −× V4101× 2AB CD= 【答案】12V 38．图中虚线所示为静电场中的等势面 1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等 势面 3 的电势为 0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经 a、b 点时 的动能分别为 26eV 和 5eV。当这一点电荷运动到某一 位置，其电势能变为-8eV 时，它的动能应为 eV。 【答案】20 39．如图所示，平行实线代表电场线，但未标明方向，一个带电量为-10－6C 的微粒在电场中仅 受电场力作用，当它从 A 点运动到 B 点时动能减少了 10－5 J，则该电荷运动轨迹应为虚线 ____________（选“1”或 “2”）；若 A 点的电势为-10 V，则 B 点电势为 V 。 【答案】1，-20 40．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 AB 两点的 电势差 UAB= ，若规定 A 点为零电势，则电荷在 B 点的电势能 EPB 为 ；B 点的 电势 = 。 【答案】2000V -2.0×10-2J -2000V 41．图中 A、B、C、D 是匀强电场中一边长为 2m 的正方形的四个顶点。已知 A、B、C 三点的电势 分别为 ＝15V， ＝3V， ＝－3V。由此可得 D 点电势 ＝ V，该匀强电 场的场强 E= N/C。 【答案】9、 42．如图所示，a、b、c、d 为某电场中的等势面，一带正电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。由图可知，四个等势面电势 Ua、Ub、Uc、Ud 由高到低的排列顺序 Bϕ Aϕ Bϕ Cϕ Dϕ 53 是___________，带电粒子在 M、N 两点中，电势能较大的是___________点。 【答案】Ua＞Ub＞Uc＞Ud，N 三、计算题 43．如果把带电量为 C 的点电荷从无穷远移至电场中的 A 点，需克服电场力做功 J。试求：q 在 A 点的电势能和在 A 点的电势（取无穷远处电势为零）。 【答案】—W=0-EPA EPA=1.2×10-4J (1 分） EPA=q A A =1.2×104V 44．如图所示，匀强电场强度 E= ，方向水平向右，一点电荷 q= ，沿半径 R=20cm 的圆周，从 A 点移动到 B 点。已知 ，且 OB 与电场线平行。求： (1）这一过程中电场力做的功是多少?是做正功还是做负功? (2）A、B 两点间的电势差 是多少? 【答案】(1） = = 负功 (2） [来源:学科网 ZXXK] 45．把 q1=4×10-9C 的试探电荷放在电场中的 A 点，具有 6×10-8J 的电势能， 求 (1)A 点的电势是多少？ (2)若把 q2=2×10-10C 的试探电荷放在电场中的 A 点，电荷所具有的电势能是多少？ 【答案】(1)15V (2) J 8100.1 −×=q 4102.1 −×=W ϕ ϕ CN /102.1 2× C8100.4 −× 090=∠AOB ABU EqRWAB −= 2.0100.4102.1 82 ×××× − J7106.9 −×− Vq WU AB AB 24100.4 106.9 8 7 −=× ×−== − − 9-103×