完整高二物理電勢與電勢能練習(xí)題

1、高二物理電勢與電勢能練習(xí)題【一】電場力的功1、特點：電場力做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān).2、計算方法1由公式 W=qE-dd為電荷初末位置在電場方向上的位移2由公式 Wab qUABUab為電荷初末位置 Z B間電勢差,注意下標的使用3由電場力做功和電勢能的變化的關(guān)系：Wab Epa Epb(Epa.Epb分別是電荷電場中 A、B兩點的電勢能4由動能定理： W電場力 W其他力Ek【二】電勢能1 .電勢能：電荷在電場中由其相對位置決定的能類似重力勢能2 .電荷在電場中某點的電勢能等于電荷從這點移到零電勢能點(通常選大地或無限遠處)過程中電場力做的功.Epa=M電場力做正功,電勢能減少；電場力

2、做負功,電勢能增加；電場力不做功,電勢能不變.3 .比擬電勢能的大小1場電荷判斷法離場正電荷越近,檢驗正電荷的電勢能越大；檢驗負電荷的電勢能越小離場負電荷越近,檢驗正電荷的電勢能越?。粰z驗負電荷的電勢能越大2電場線法正電荷順著電場線的方向移動時,電勢能逐漸減??；逆著電場線的方向移動時,電勢能逐漸增大.負電荷順著電場線的方向移動時,電勢能逐漸增大；逆著電場線的方向移動時,電勢能逐漸減小.3做功判斷法不管正、負電荷,電場力做正功,電荷從電勢能較大的地方移向電勢能較小的地方,反之,假設(shè)電荷克服電場力做功,那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較大的地方【三】電勢1 .定義：a 且A E pa為試探電

3、荷在該點A的電勢能,q為電荷量,能夠帶符號運算.q2 .單位：伏特V, 1V=1J/C3.電勢是標量,有正負,但沒有方向.規(guī)定大地或無限遠電勢為零.4 .物理意義：描述電場能的特性,由場源電荷量和相對位置來決定,與是否放試探電荷無關(guān).5 .電勢上下判斷的三種方法(1)依照公式方t算：a ,帶符號代入運算.q(2)沿著電場線的方向電勢是降低的,逆著電場線方向電勢是升高的.(3)將Wab和q帶符號代入,依照 Uab的正負判斷A、B兩點電勢的上下,UAb= a- b.假設(shè)UAe> 0 ,那么A>B；假設(shè)LAb= 0 ,那么A=B；假設(shè)LAb<0那么A<Bo【四】等勢面1、定義

4、：電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫等勢面.6 、等勢面與電場線的關(guān)系1電場線總是與等勢面垂直,且從高等勢面指向低等勢面.2電場線越密的地方,等勢面也越密集.3沿等勢面移動電荷,電場力不做功,沿電場線移動電荷,正電荷電場力做正功,負電荷電場力做 負功.4電場線和等勢面根本上人們虛擬出來形象描述電場的工具5實際中測量等電勢點較容易,因此往往通過描繪等勢線來確定電場線.【五】電勢差1 .定義：Lab a b,與零電勢點的選取無關(guān).Lab Uba2 .與電場力做功的關(guān)系： Wab qU ab任何電場成立,可帶符號運算3 .在勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系：(1)電場強度等于沿電場線單位距離上的電勢差(2

5、)公式E= U/d, U是指兩點間的電勢差,d是指這兩點間沿電場線方向的距離,或者相鄰等勢面間的 距離,因此電場強度是電勢降落最快的方向.U=Ed只適用勻強電場的計算, 對非勻強場能夠用來定性分析,如非勻強電場中各相鄰的等勢面的電勢差一定時,E越大處,d越小,即等勢面而越密集.(4)勻強電場中相互平行的方向上相等的距離上電勢降落相等.六、練習(xí)1、一個電容器,帶了電量 Q后,兩極板電勢差為 U,假設(shè)它帶的電量減少 Q/2,那么 A、電容為原來的1/2,兩極板電壓不變 B、電容為原來2倍,兩極板電壓不變C電容不變,兩極板電壓是原來的1/2D、電容不變,兩極板電壓是原來的2倍2、以下說法正確的有A、

6、把兩個同種點電荷間的距離增大一些, 日 把兩個同種點電荷間的距離減小一些, C把兩個異種點電荷間的距離增大一些, D把兩個異種點電荷間的距離增大一些, 3、關(guān)于電場線和等勢面,正確的說法是A、電場中電勢越高的地方,等勢面越密C沒有電場線的地方,場強為零D電荷的電勢能一定增加電荷的電勢能一定增加電荷的電勢能一定增加電荷的電勢能一定減小B、電場中場強越大的地方,電場線越密 電場線和等勢面一定垂直4、某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點,電場線、粒子在A點的初速度及運動軌跡如下列圖,能夠判定()A、粒子在A點的加速度大于它在 B點的加速度/日粒子在A點的動能小于它在 B點的動能/匕C粒子在A點

7、的電勢能小于它在 B點的電勢能分47 4D A點的電勢高于B點的電勢 5、如下列圖,Q是帶正電的點電荷,P1和心為其電場中的兩點,假設(shè) 曰、E為P1、P2兩點的電場強度的大小,(j) 1> (j) 2為P1、P2兩點的電勢,那么AEi>E2,$1>(|)2B、Ei >E2,$1<(|)2C、Ei<E2 ,$1>(|)2 DEi<E2 ,(|) 1< (|) 26、如下列圖,實線為電場線,虛線為等勢線,且相鄰兩等勢線的電勢差相等,一個正電荷在等勢線.3上時具有動能20J,它運動到等勢線.1上時,速度恰好為零,令.2=0, 那么該電荷的電勢能為

8、 4J時,其動能為7、8、9、A、 16JB、10JC、6J在圖中,A B兩個等量正電荷位置固定,一個電子重力忽略沿?zé)o窮遠處向A、B連線的中點O飛來,那么電子在此過程中A、加速度不斷增大,電勢能減小C加速度不斷減小,速度不斷增大 圖中實線表示電場中的三個等勢面,電荷在這三點所受的電場力為A Fa=Fb=Fc, Wb= WbcFa、C Fa>Fb>Fc, Wb<WbcD、Fa>Fb>Fc, 一個帶正電的質(zhì)點,電量 q=2.0 XD 4JA、B中垂線自B、加速度先增加后減小,電勢能減小D>加速度先減小后增大,速度不斷增大各等勢面的電勢值如圖中所示.把一個負電荷沿

9、A- B- C移動,Fb、Fc,電場力在 AB段和BC段做的功為 Wb和Wc,那么B、Fa<Fb<Fc, WAb>WbcVAB= W bc10 9C,在靜電場中,由a點移到b點,在這過程中,除電場力外,其他力做的功為6.0 X 10 5J,質(zhì)點的動能增加了 8.0 X 10 5J,求a、b兩點間的電勢差 5為多少10、如下列圖,豎直實線為電場線,質(zhì)量為m電量為一q的質(zhì)點P從電場邊緣-tcv-U V并沿直線AB從B飛出,AB直線與電場線夾角為., A B兩點相距為d,那么A B兩點的電勢差為多 少11、如下列圖,有一電子經(jīng)電壓 U)加速后,進入兩塊間距為 d,電壓為U的平行金屬

10、板間,假設(shè)電子從 兩板正中間射入,且恰好能穿出電場,求：1金屬板的長度；2電子穿出電場時的動能.12、一束質(zhì)量為 m電量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度V0進入勻強電場,如下列圖.假設(shè)兩極板間電壓為U,兩極板間的距離為 d、板長為L.設(shè)粒子束可不能擊中極板,求粒 子從進入電場到飛出極板時電勢能的變化量為多少粒子的重力忽略不計.13、如下列圖,相距為d、水平放置的兩塊平行金屬板 a、b,其電容量為 C,開始 4b+ + 時兩板均不帶電,a板接地且中央有孔, 現(xiàn)將帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電液滴一.,滴一滴地從小孔上方高處無初速地滴下,豎直落向 b板,到達b板后電荷全部傳 “ 給b板重力加速度為g

11、,不計a、b板外電磁場及阻力的阻礙,求：1第幾滴滴在 色齡板間將作 勻速直線運動2能夠到達b板的液滴可不能超過多少滴>J"-14、如圖a所示,在x軸上有一個點電荷 Q圖中未畫出,A、B兩點的坐標分加為 0.2m巾0.5m.放在A B兩點的檢驗電荷q1、q2受到的電場力跟檢驗電荷所帶電量的關(guān)系如圖b所示.那么"A點 的電場強度大小為 N/C,點電荷 Q的位置坐標為 x=m=15.一長為L的細線,上端固定,下端拴一 質(zhì)量為m帶電荷量為q的小球,處于如下 圖的水平向右的勻強電場中.開始時,將線 與小球拉成水平,小球靜止在A點,釋放后小球由靜止開始向下擺動,當(dāng)細線轉(zhuǎn)過60.

12、角時,小球到達B點且速度恰好為零.試求: (1) AB兩點的電勢差 Ub； (2)勻強電場的場強大??；(3)在A、B兩處繩子拉力的大小.16、靜電噴漆技術(shù)具有效率高,浪費少,質(zhì)量好,有利于工人健康等優(yōu)點,其裝置如下列圖.A、B為兩塊平行金屬板,間距d= 0.40m,兩板間有方向由 B指向A,大小為E= 1.0 X103N/C的勻強電場.在 A板的中央放置一個平安接 地的靜電油漆噴槍 P,油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個方向均勻地噴出帶電油 漆微粒,油漆微粒的初速度大小均為V0=2.0m/s ,質(zhì)量 丘5.0 X10-15kg、帶電量為q=- 2.0 X 10 16Co微粒的重力和所受空氣阻力均不計

13、,油漆微粒最后都落在金屬板B上.試求：1電場力對每個微粒所做的功.2微粒打在B板上的動能.3微粒到達B板所需的最短時 間.4微粒最后落在 B板上所形成的圖形及面積的大小.17.12分如下列圖,一根長 L=1.5m的光滑絕緣細直桿 MN豎直固定在場強為 E=1.0 X 105N/C、與水平方向成.=30°角的傾斜向上的勻強電場中. 桿的下端M固定一個帶 電小球A,電荷量Q=+4.5X 10-6C;另一帶電小球 B穿在桿上可自由滑動,電荷量q=+1.0 X 10 6c,質(zhì)量m=1.0X 10 2kgo現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運動. (靜電力常量 k=9.0 X109N-

14、 R/C2、取 g=10m/s2)(1)小球B開始運動時的加速度為多大 ?(2)小千B的速度最大時,距 M端的高度h1為 多大(3)小球B從N端運動到距 M端的高度h2=0.61m時,速度為v=1.0m/s ,求此過程中小球B的電勢能改變了多少 答案41、C2 BC3 BD4 BD5 A6、C7、B薄 8、D9 1X10V10 .粒子運動方向與 mg Eq方向有夾角,仍做直線運動,因此Eq=mgU= mg dcosq1211 .1設(shè)電子進入平行金屬板時的速度v0,那么有U0e mv；2由做類平拋運動l v0t -2解得 運動時間t j- a2由動能定理可得12-at運動加速度am2dmd ;白

15、金屬板長l為l d I叫UeUU i U、Ek U 0e e e(U 0 )12. q2U 2L2/2md2v213.1電場力與重力平衡時做勻速運動mgq q d cd第n+1滴做勻速直線運動n 1 mgdc q2液滴到達b板時速度為零就不能到達mg(h d) U qNq2c第N+1滴不能到達N 1 mg(h2d)c 1 q2mg3分1分12 .2 X 103N/C; 0.3m.15 . Uab 3mgL/2q(2) E 3mg / q (3)16 .解：1W qEd 2.0 1 0 16 1.0 1 03 0.40J 8.0 10 14 J2W Ekt Ek012Ekt WEk0W -mvo

16、2148.0 10 1411525.0 10 15 2.02 J22分9.0 10 14 J31 Ekt - mvt2vtvt2 Ekt m142 9.0 10 14m/s 6.0m/s5.0 10 152分vo2因此th t 2h1分4圓形,v°t12at12R2vt2 0.402.0qE(v4)2s 0.1s6.01分2.0 10 16 1.0 1035.0 10 15,22m/s 40m/s111分分分2,2hv0()a22 0 40223.14 2.02 (200)m2 0.25m24017 .解：1開始運動時小球 B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力,沿桿方向運動,由牛頓第二定律得Qq mg k fqEsin ma 解得akQq qEsinL2m代入數(shù)據(jù)解得：a=3