高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 4 電勢(shì)能和電勢(shì)課時(shí)作業(yè) 新人教版選修31.doc

4 電勢(shì)能和電勢(shì)課時(shí)作業(yè)a組基礎(chǔ)鞏固一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示是某電場(chǎng)中的一條直線，一電子從a點(diǎn)由靜止釋放，它將沿直線向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)下列有關(guān)該電場(chǎng)情況的判斷正確的是()a該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)b電場(chǎng)強(qiáng)度ea一定小于ebc電子的電勢(shì)能epaepbd電子的電勢(shì)能epaepb解析：只有一條電場(chǎng)線，無法判斷該電場(chǎng)是不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，也無法判斷電場(chǎng)強(qiáng)度ea和eb的大小關(guān)系，故選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；電子在靜電力的作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，靜電力做正功，電勢(shì)能減少，故選項(xiàng)c正確，選項(xiàng)d錯(cuò)誤答案：c2在如圖所示的四個(gè)電場(chǎng)中，均有相互對(duì)稱分布的a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相同的是()解析：本題考查電場(chǎng)的疊加因?yàn)殡妱?shì)是標(biāo)量，并在題中的四個(gè)電場(chǎng)中具有對(duì)稱性，故四個(gè)電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)都是相等的；而電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，所以a圖中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)對(duì)稱點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反；b圖中疊加后a點(diǎn)斜向右上方，b點(diǎn)斜向右下方；c圖中疊加后都是水平向右；d圖中疊加后a點(diǎn)向上，b點(diǎn)向下因此只有選項(xiàng)c正確答案：c3.如圖所示，一絕緣細(xì)桿的兩端各固定著一個(gè)小球，兩小球帶有等量異號(hào)的電荷，處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向如圖中箭頭所示開始時(shí)，細(xì)桿與電場(chǎng)方向垂直，即在圖中所示的位置；接著使細(xì)桿繞其中心轉(zhuǎn)過90，到達(dá)圖中所示的位置；最后，使細(xì)桿移到圖中所示的位置以w1表示細(xì)桿由位置到位置過程中電場(chǎng)力對(duì)兩小球所做的功，w2表示細(xì)桿由位置到位置過程中電場(chǎng)力對(duì)兩小球所做的功，則有()aw10，w20bw10，w20cw10，w20dw10，w20解析：電場(chǎng)力做功只與帶電小球的始末位置有關(guān)，設(shè)細(xì)桿長(zhǎng)l，細(xì)桿由位置轉(zhuǎn)到位置，電場(chǎng)力對(duì)正、負(fù)帶電小球都做正功，大小都為eq，所以w12eqeql0；桿由位置移動(dòng)到位置，電場(chǎng)力對(duì)帶正電荷的小球做正功，對(duì)帶負(fù)電荷的小球做負(fù)功，設(shè)上移距離為x，則功的大小都為xeq，w2xeqxeq0，c正確答案：c4.如圖所示，實(shí)線表示一簇關(guān)于x軸對(duì)稱的等勢(shì)面，在軸上有a、b兩點(diǎn)，則()aa點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)ba點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向ca點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)da點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)解析：由于電場(chǎng)線與等勢(shì)面總是垂直，所以b點(diǎn)電場(chǎng)線比a點(diǎn)密，b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，故a、c錯(cuò)誤電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，故b錯(cuò)誤，d正確答案：d5.(2015高考全國(guó)卷)如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線，m、n、p、q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為m、n、p、q.一電子由m點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)和p點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，則()a直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi)，m qb直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi)，m nc若電子由m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功d若電子由p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到q點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功解析：由電子從m點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)和p點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等可知，mnp，故過n、p點(diǎn)的直線d位于某一等勢(shì)面內(nèi)，則與直線d平行的直線c也位于某一等勢(shì)面內(nèi)，選項(xiàng)a錯(cuò)，b正確；mq，則電子由m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到q點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由于pmq，電子由p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到q點(diǎn)，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)d錯(cuò)誤答案：b二、多項(xiàng)選擇題6將一電荷量為q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示，金屬球表面的電勢(shì)處處相等，a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則()aa點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大ba點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高c試探電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大d將試探電荷q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功解析：據(jù)電場(chǎng)線特點(diǎn)知，選項(xiàng)a、b正確；若將q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能將增大，即q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比b點(diǎn)的小，選項(xiàng)c錯(cuò)誤，選項(xiàng)d正確答案：abd7.一帶電粒子沿著圖中曲線jk穿過一勻強(qiáng)電場(chǎng)，a、b、c、d為該電場(chǎng)的等勢(shì)面，其中abcd.若不計(jì)粒子受的重力，可以確定()a該粒子帶正電b該粒子帶負(fù)電c從j到k粒子的電勢(shì)能增加d粒子從j到k運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變解析：題中已知電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)面，并且知道各等勢(shì)面電勢(shì)的高低，可知電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且指向左由粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡知，粒子所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線方向相反，所以粒子帶負(fù)電，a錯(cuò)，b對(duì)；粒子從j到k運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力做正功，所以電勢(shì)能減小，c錯(cuò)；只有電場(chǎng)力做功，動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變，d對(duì)答案：bd8如圖所示，在真空中有兩個(gè)等量異種電荷q和q，它們分別固定在a、b兩點(diǎn)，dc為ab連線的中垂線現(xiàn)將正電荷q由c沿cd移至無窮遠(yuǎn)處，在此過程中()aq的電勢(shì)能逐漸減小bq的電勢(shì)能先逐漸增大，后逐漸減小cq受到的電場(chǎng)力逐漸減小dq受到的電場(chǎng)力始終不做功解析：cd為一條等勢(shì)線，所以a、b錯(cuò)，d對(duì)；從cd無窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)逐漸變?nèi)?，故c對(duì)答案：cd三、非選擇題9.如圖所示為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線，現(xiàn)將一電荷量q3.0109 c的負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)、從b點(diǎn)移到c點(diǎn)、從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功分別為wab3.0108 j、wbc1.5108 j、wcd9.0109 j若取c點(diǎn)電勢(shì)為零，試求a、b、d三點(diǎn)電勢(shì)解析：a v15 vb v5 vd v3 v答案：15 v5 v3 vb組能力提升一、選擇題1(多選)如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力的作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，p、q為這條軌跡上先后經(jīng)過的兩個(gè)點(diǎn)，由此可知()a三個(gè)等勢(shì)面中，a電勢(shì)最高b質(zhì)點(diǎn)在q點(diǎn)時(shí)，加速度較大c帶電質(zhì)點(diǎn)通過p點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大d質(zhì)點(diǎn)通過q時(shí)電勢(shì)能較小解析：根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線的關(guān)系，可知電場(chǎng)線必處處與等勢(shì)線垂直；由帶正電質(zhì)點(diǎn)的軌跡的彎曲方向，可知電場(chǎng)線方向如圖所示由圖可知，電場(chǎng)強(qiáng)度eqep，電勢(shì)cba，epqepp，因此a、d錯(cuò)誤，b正確由能量守恒可知，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)通過p點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能較大，所以c正確答案：bc2.(多選)如圖所示，在粗糙的斜面上固定一點(diǎn)電荷q，在m點(diǎn)無初速度地釋放帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在q的電場(chǎng)中沿斜面運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)靜止，則從m到n的過程中()a小物塊所受的靜電力減小b小物塊的電勢(shì)能可能增加c小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定小于克服摩擦力做的功dm點(diǎn)的電勢(shì)一定高于n點(diǎn)的電勢(shì)解析：q為點(diǎn)電荷，fk，因rmrn，所以fnfm，a正確由小物塊的初、末狀態(tài)可知，小物塊從m到n的過程先加速再減速，這說明，物體在運(yùn)動(dòng)過程中沿斜面向下的力在減小，而重力和摩擦力均為恒力，所以電荷間的庫(kù)侖力為斥力，且?guī)靵隽ψ稣?，電?shì)能減小，b錯(cuò)誤由功能關(guān)系可知，克服摩擦力做的功等于電勢(shì)能的減少量和重力勢(shì)能的減少量之和，c正確因不知q和物塊的電性，無法判斷電勢(shì)高低，d錯(cuò)誤答案：ac二、非選擇題3一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向是水平的(如圖所示)一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電的小球，從o點(diǎn)出發(fā)，初速度的大小為v0，在電場(chǎng)力與重力作用下，恰能沿著與場(chǎng)強(qiáng)的反方向成角的直線運(yùn)動(dòng)求小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)其電勢(shì)能與在o點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能之差解析：設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為e，小球帶電荷量為q，因小球做直線運(yùn)動(dòng)，它受到的電場(chǎng)力qe和重力mg的合力必與小球的運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，如圖所示eqf合加速度大小a設(shè)從o到最高點(diǎn)的路程為s，則v2as運(yùn)動(dòng)的水平距離lscos 兩點(diǎn)的電勢(shì)能之差wqel由以上各式得wmvcos2答案：mvcos24.如圖所示，一質(zhì)量為m、帶有電荷量q的小物體，可以在水平軌道ox上運(yùn)動(dòng)，o端有一與軌道垂直的固定墻軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為e，方向