2020-2021學年高中物理第一章靜電場4電勢能和電勢練習（全國通用版）選修（經典實用）

1、4電勢能和電勢知識點一靜電力做功與電勢能的變化1.一個電荷只在電場力作用下從電場中的P點移到Q點,電場力做了810-6J的功,那么()A.電荷在Q處時將具有810-6J的動能B.電荷在Q處時將具有810-6J的電勢能C.電荷的動能減少了810-6JD.電荷的電勢能減少了810-6J2.在靜電場中,將一正電荷從a點移到b點,靜電力做了負功,則()A.b點的電場強度一定比a點的大B.電場線方向一定從b指向aC.b點的電勢一定比a點的高D.該電荷的動能一定減小3.如圖L1-4-1所示,在真空中有兩個帶電荷量相等的正電荷q1和q2,它們分別固定在A、B兩點,CD為A、B連線的中垂線.現(xiàn)將正電荷q3由C

2、沿CD移至無限遠處,在此過程中()A.q3的電勢能逐漸增加B.q3的電勢能先逐漸增加,后逐漸減少C.q3受到的靜電力逐漸減小D.q3受到的靜電力先逐漸增大,后逐漸減小圖L1-4-1知識點二點電荷電場中的電勢和電勢能4.如圖L1-4-2所示,Q是帶正電的點電荷,P1、P2為其產生的電場中的兩點,若E1、E2分別為P1和P2兩點的電場強度的大小,1、2分別為P1和P2兩點的電勢,則()A.E1E2,12B.E1E2,12C.E12D.E1E2,12圖L1-4-25.在如圖L1-4-3所示的四個電場中均有相互對稱分布的a、b兩點,其中a、b兩點電勢和場強都相同的是()圖L1-4-36.2021銅陵一

3、中期中以下說法中正確的是()A.若一正點電荷在A點的電勢能比在B點的大,則B點電勢較高B.若一負點電荷在C點的電勢能比在D點的大,則C點電勢較高C.若正點電荷在E點的電勢能為負值,負點電荷在F點的電勢能是負值,則F點電勢較高D.若一負點電荷在G點的電勢能是負值,則G點電勢為負值7.如圖L1-4-4所示,光滑絕緣的斜面置于電場中,一質量為m、帶電荷量為q的點電荷從A點以v0的初速度沿斜面運動到B點時,速度也為v0.下列說法正確的是()A.A點的場強大于B點的場強B.A點的電勢高于B點的電勢C.點電荷在A點時的電勢能大于在B點時的電勢能D.點電荷一定帶正電圖L1-4-4知識點三電勢能、電勢大小的計

4、算與判斷8.將一正電荷從無限遠處移入電場中M點,電勢能減少了8.010-9J;將另一負電荷(正、負電荷所帶電荷量的絕對值相等)從無限遠處移入電場中的N點,電勢能增加了9.810-9J.若以無限遠處為零電勢點,M、N兩點的電勢分別為M、N,則下列判斷正確的是()A.MNM0C.NMN09.電荷量分別為+q、+q、-q的三個帶電小球分別固定在邊長為L的絕緣等邊三角形框架的三個頂點上,并置于場強為E的勻強電場中,如圖L1-4-5所示.若三角形繞穿過其中心O且垂直于三角形所在平面的軸順時針轉過120,則此過程中系統(tǒng)電勢能變化情況為()A.減少EqLB.增加EqLC.減少2EqLD.增加2EqL圖L1-

5、4-5知識點四等勢面10.關于等勢面,下列說法正確的是()A.電荷在等勢面上移動時,由于不受靜電力作用,所以說靜電力不做功B.在同一個等勢面上各點的場強大小相等C.兩個電勢不相等的等勢面可能相交D.若相鄰兩等勢面的電勢差相等,則等勢面的疏密程度能反映場強的大小11.a、b兩異種點電荷所形成的電場中的部分等勢面如圖L1-4-6所示,已知A點電勢高于B點電勢.若a、b兩點電荷的電荷量大小分別為qa和qb,則()A.a為正電荷,qaqbC.a為負電荷,qaqb圖L1-4-612.如圖L1-4-7所示,虛線a、b、c是在O點處的一個點電荷形成的靜電場中的三個等勢面,一帶正電的粒子射入該電場中,其運動軌

6、跡如實線KLMN所示.不計粒子的重力,由圖可知()A.粒子運動時電場力先做負功,后做正功B.a、b、c三個等勢面的電勢關系是abcC.粒子運動時的電勢能先增大后減小D.粒子在每個位置具有的電勢能與動能的總和一定相等圖L1-4-713.(多選)如圖L1-4-8所示,在負點電荷-Q產生的電場中,一帶負電的試探電荷從A點分別移到以-Q為圓心的圓周上的B、C、D、E點,則下列說法正確的是()A.試探電荷從A到B,電勢能減少B.試探電荷從A到E,靜電力做功最大C.試探電荷從A點分別到B、C、D、E點,靜電力做功一樣多D.A點的電勢比D點的高圖L1-4-814.(多選)質量為m的帶電小球射入勻強電場后,以

7、方向豎直向上、大小為2g(g為重力加速度)的加速度向下運動,在小球下落h高度的過程中()A.小球的重力勢能減少了2mghB.小球的動能減少了2mghC.靜電力做負功2mghD.小球的電勢能增加了3mgh15.如圖L1-4-9所示,水平虛線為勻強電場的等勢線,一個帶電小球以一定的速度射入該勻強電場后,運動軌跡如圖中實線所示,已知小球受到的重力不能忽略.下列說法中正確的是()圖L1-4-10A.小球在b點的動能一定大于小球在a點的動能B.若小球從a點向b點運動,則動能和電勢能之和一定增加C.若小球從b點向a點運動,則重力勢能和電勢能之和一定減小D.根據(jù)圖中信息不能確定小球在a、b兩點的電勢能大小關

8、系16.(多選)如圖L1-4-10所示,在粗糙的水平面上固定一點電荷Q,在M點無初速度釋放一帶有恒定電荷量的小物塊,小物塊在點電荷Q的電場中運動到N點靜止,則從M點運動到N點的過程中()A.小物塊所受靜電力逐漸減小B.小物塊具有的電勢能逐漸減小C.M點的電勢一定高于N點的電勢圖L1-4-10D.小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功17.如圖L1-4-11所示,勻強電場的電場線與AC平行,把110-8C的負電荷從A點移到B點,靜電力做功610-8J,AB長6cm,AB與AC成60角.(1)請判斷場強的方向;(2)設B處電勢為1V,則A處電勢為多少?電子在A處的電勢能為多少?圖L1-4

9、-111.D解析電荷只在電場力作用下由P到Q,電場力做了810-6J的功,合力做功即為810-6J,根據(jù)動能定理知,動能增加了810-6J,電荷的初動能未知,所以不能判斷出電荷在Q點的動能的大小,選項A、C錯誤;電勢能的大小與零電勢能點的選擇有關,該題沒有給出零電勢能點,所以不能判斷電荷在Q點的電勢能,選項B錯誤;電場力做了810-6J的功,根據(jù)功能關系知,電荷的電勢能減小810-6J,選項D正確.2.C解析靜電力做負功,該電荷的電勢能增加,正電荷在電勢高處電勢能較大,C正確;靜電力做負功,同時電荷可能還受其他力作用,外力對它做的總功不一定為負,由動能定理可知,動能不一定減小,D錯誤;電勢高低

10、與場強大小無必然聯(lián)系,A錯誤;b點電勢高于a點的,但a、b可能不在同一條電場線上,B錯誤.3.D解析CD線上各點場強方向均為CD,場強大小先逐漸增大,再逐漸減小,所受靜電力先逐漸增大,再逐漸減小,選項C錯誤,選項D正確;靜電力一直對電荷q3做正功,電勢能逐漸減小,選項A、B錯誤.4.A解析由正電荷周圍電場線的特點可知E1E2,沿電場線方向電勢逐漸降低,可知12,選項A正確.5.C解析因為電勢是標量,并且a、b在題中的四個電場中具有對稱性,故四個電場中a、b兩點的電勢都是相等的,而電場強度是矢量,A圖中兩對稱點的電場強度大小相等、方向相反;B圖中兩個場強疊加后,a點的場強方向斜向右上方,b點的場

11、強方向斜向右下方;C圖中兩對稱點的場強大小相等,方向都是水平向右;D圖中a點的場強方向向上,b點的場強方向向下,因此只有選項C正確.6.C解析正電荷在電勢高的地方電勢能大,負電荷在電勢高的地方電勢能反而小,選項A、B錯誤;由=,可知選項C正確,D錯誤.7.C解析點電荷從A到B的過程中,只有重力和電場力做功,根據(jù)動能定理可知,電場力做正功,由功能關系可知,電荷的電勢能減小,C正確;由于不知道電場方向和電場是否均勻,所以A、B、D錯誤.8.C解析無限遠處電荷的電勢能為0,則正電荷在M點的電勢能為-8.010-9J,負電荷在N點的電勢能為9.810-9J.由=可知,M、N兩點的電勢M0,N|M|,故

12、NM0,選項C正確.9.D解析三角形繞穿過其中心O的軸順時針轉過120,電荷量為+q、+q、-q的帶電小球所受的靜電力分別做功-、-、-EqL,總功為-2qEL,電勢能增加2EqL,選項D正確.10.D解析等勢面由電勢相等的點組成,等勢面處的電場線跟等勢面垂直,因此電荷在等勢面上移動時,靜電力不做功,但并不是不受靜電力的作用,選項A錯誤;等勢面上各點場強的大小不一定相等,等勢面不可能相交,選項B、C錯誤;等差等勢面的疏密能反映場強的大小,選項D正確.11.B解析若把該圖與等量異種點電荷電場中的部分等勢面圖比較,則靠近正電荷的點電勢較高,靠近負電荷的點電勢較低,所以a為正電荷.等量異種點電荷電場

13、中的等勢面左右對稱,無窮遠處的電勢為0;該圖左側的等勢線比較密,無窮遠處的電勢為0,所以無窮遠處與兩點電荷所在處之間的電勢差相比,與a所在處之間的電勢差比較大,所以a所帶的電荷量較多,選項B正確.12.D解析根據(jù)帶電粒子軌跡的彎曲方向可知,帶電粒子受到了點電荷的引力作用,所以點電荷一定帶負電,電場線方向從無窮遠處到O終止,根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知,abc,選項B錯誤;粒子所受的靜電力與速度的夾角先為銳角,后為鈍角,所以電勢能先減小后增大,選項A、C錯誤;整個運動過程中,帶電粒子只有兩種形式的能:電勢能和動能,根據(jù)能量守恒定律知,粒子在每個位置具有的電勢能與動能的總和一定相等,選項D正確.

14、13.AC解析B、C、D、E在同一等勢面上,所以試探電荷在這四點時的電勢能相等,試探電荷帶負電,由A向B、C、D、E點移動過程中靜電力做等量正功,故電勢能均減少,A、C正確,B錯誤;在負點電荷的電場中,D點比A點距離場源電荷遠,所以D點的電勢比A點的高,故D錯誤.14.BD解析帶電小球受到向上的靜電力和向下的重力,根據(jù)牛頓第二定律得F合=F電-mg=2mg,得F電=3mg,在下落過程中靜電力做功W電=-3mgh,重力做功WG=mgh,總功W=W電+WG=-2mgh,根據(jù)做功與勢能變化關系可知,小球重力勢能減少了mgh,電勢能增加了3mgh,根據(jù)動能定理可知,小球的動能減小了2mgh.15.A解

15、析由于等勢線水平,則電場線一定沿豎直方向,根據(jù)曲線運動的軌跡與合外力的關系可知,小球受到的合外力方向一定向上,且靜電力方向也豎直向上,若小球從a點向b點運動,合外力對小球做正功,故小球動能一定增加,若小球從b點向a點運動,合外力對小球做負功,故小球動能一定減少,選項A正確;小球從a點向b點運動過程中,重力勢能增加,根據(jù)能量守恒定律可知,動能和電勢能之和一定減小,選項B錯誤;小球從b點向a點運動過程中,動能減小,則重力勢能和電勢能之和一定增加,選項C錯誤;小球從a點向b點運動過程中,靜電力一定做正功,則電勢能一定減小,故小球在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能,選項D錯誤.16.ABD解析小物塊在從M點運動到N點的過程中,一定受到向左的摩擦力,所以靜電力一定向右,隨著物塊離點電荷Q距離越來越大,靜電力逐漸減小,A正確;由動能定理可得WE-mgx=0,即WE=mgx,靜電力做正功,小物塊具有的電勢能減小,其減少量等于