(完整)高二物理電勢(shì)與電勢(shì)能練習(xí)題

1、高二物理電勢(shì)與電勢(shì)能練習(xí)題【一】電場(chǎng)力的功1、特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。2、計(jì)算方法1由公式 W=qE-dd為電荷初末位置在電場(chǎng)方向上的位移2由公式 Wab qUABUab為電荷初末位置 Z B間電勢(shì)差，注意下標(biāo)的使用3由電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的變化的關(guān)系：Wab Epa Epb(Epa.Epb分別是電荷電場(chǎng)中 A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能4由動(dòng)能定理： W電場(chǎng)力 W其他力Ek【二】電勢(shì)能1 .電勢(shì)能：電荷在電場(chǎng)中由其相對(duì)位置決定的能類似重力勢(shì)能2 .電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能等于電荷從這點(diǎn)移到零電勢(shì)能點(diǎn)(通常選大地或無(wú)限遠(yuǎn)處)過(guò)程中電場(chǎng)力做的功。Epa=W電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力

2、做負(fù)功，電勢(shì)能增加；電場(chǎng)力不做功，電勢(shì)能不變。3 .比較電勢(shì)能的大小1場(chǎng)電荷判斷法離場(chǎng)正電荷越近，檢驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越大；檢驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越小離場(chǎng)負(fù)電荷越近，檢驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越小；檢驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越大2電場(chǎng)線法正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減??；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大.負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減小.3做功判斷法不管正、負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷從電勢(shì)能較大的地方移向電勢(shì)能較小的地方，反之，假如電荷克服電場(chǎng)力做功，那么電荷將從電勢(shì)能較小的地方移向電勢(shì)能較大的地方【三】電勢(shì)1 .定義：a 且A E pa為試探電

3、荷在該點(diǎn)A的電勢(shì)能，q為電荷量，能夠帶符號(hào)運(yùn)算。q2 .單位：伏特V, 1V=1J/C3.電勢(shì)是標(biāo)量，有正負(fù)，但沒(méi)有方向。規(guī)定大地或無(wú)限遠(yuǎn)電勢(shì)為零。4 .物理意義：描述電場(chǎng)能的特性，由場(chǎng)源電荷量和相對(duì)位置來(lái)決定，與是否放試探電荷無(wú)關(guān)。5 .電勢(shì)高低判斷的三種方法(1)依照公式方t算：a ,帶符號(hào)代入運(yùn)算。q(2)沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)是降低的，逆著電場(chǎng)線方向電勢(shì)是升高的。(3)將Wab和q帶符號(hào)代入，依照 Uab的正負(fù)判斷A、B兩點(diǎn)電勢(shì)的高低，UAB= a- b。假設(shè)UAB> 0 ,那么A>B；假設(shè)UAb= 0 ,那么A=B；假設(shè)UAb<0那么A<Bo【四】等勢(shì)面1、定義

4、：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢(shì)面。6 、等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系1電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直，且從高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面。2電場(chǎng)線越密的地方，等勢(shì)面也越密集。3沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，沿電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，正電荷電場(chǎng)力做正功，負(fù)電荷電場(chǎng)力做 負(fù)功。4電場(chǎng)線和等勢(shì)面基本上人們虛擬出來(lái)形象描述電場(chǎng)的工具5實(shí)際中測(cè)量等電勢(shì)點(diǎn)較容易，因此往往通過(guò)描繪等勢(shì)線來(lái)確定電場(chǎng)線。【五】電勢(shì)差1 .定義：Uab a b,與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。Uab Uba2 .與電場(chǎng)力做功的關(guān)系： Wab qU ab任何電場(chǎng)成立，可帶符號(hào)運(yùn)算3 .在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度等于沿電場(chǎng)線單位距離上的電勢(shì)差(2

5、)公式E= U/d, U是指兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，d是指這兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)線方向的距離，或者相鄰等勢(shì)面間的 距離，因此電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)降落最快的方向。(3)U=Ed只適用勻強(qiáng)電場(chǎng)的計(jì)算， 對(duì)非勻強(qiáng)場(chǎng)能夠用來(lái)定性分析，如非勻強(qiáng)電場(chǎng)中各相鄰的等勢(shì)面的電勢(shì)差一定時(shí)，E越大處，d越小，即等勢(shì)面而越密集。(4)勻強(qiáng)電場(chǎng)中相互平行的方向上相等的距離上電勢(shì)降落相等。六、練習(xí) 1、一個(gè)電容器，帶了電量 Q后，兩極板電勢(shì)差為 U,假設(shè)它帶的電量減少 Q/2,那么 A、電容為原來(lái)的1/2,兩極板電壓不變 B、電容為原來(lái)2倍，兩極板電壓不變C電容不變，兩極板電壓是原來(lái)的1/2D、電容不變，兩極板電壓是原來(lái)的2倍2、以下說(shuō)法正確

6、的有A、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離增大一些, 日 把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離減小一些, C把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離增大一些, D把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離增大一些, 3、關(guān)于電場(chǎng)線和等勢(shì)面，正確的說(shuō)法是A、電場(chǎng)中電勢(shì)越高的地方，等勢(shì)面越密C沒(méi)有電場(chǎng)線的地方，場(chǎng)強(qiáng)為零D電荷的電勢(shì)能一定增加電荷的電勢(shì)能一定增加電荷的電勢(shì)能一定增加電荷的電勢(shì)能一定減小B、電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)越大的地方，電場(chǎng)線越密 電場(chǎng)線和等勢(shì)面一定垂直4、某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖,能夠判定()A、粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在 B點(diǎn)的加速度/日粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在 B點(diǎn)的動(dòng)能/匕C粒子

7、在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在 B點(diǎn)的電勢(shì)能分47 4D A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)5、如下圖，Q是帶正電的點(diǎn)電荷，Pi和心為其電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，假設(shè) Ei、E為Pi、P2兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，(j) 1> (j) 2為Pi、P2兩點(diǎn)的電勢(shì)，那么A、Ei>E2, ()i>(f)2 B、Ei>E2, ()i<(f)2 C、Ei<E2, ()i>()2 D Ei<E 6、如下圖，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，且相鄰兩等勢(shì)線的電勢(shì)差相等，一個(gè)正 電荷在等勢(shì)線。3上時(shí)具有動(dòng)能20J ,它運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)線。i上時(shí)，速度恰好為零， 那么該電荷的電勢(shì)能為 4J時(shí)，其動(dòng)能為A、i6

8、JB、i0JC、6JD 4J7、在圖中，A、B兩個(gè)等量正電荷位置固定，一個(gè)電子重力忽略沿A、B中垂線自無(wú)窮遠(yuǎn)處向A、B連線的中點(diǎn)O飛來(lái)，那么電子在此過(guò)程中 A、加速度不斷增大，電勢(shì)能減小B、加速度先增加后減小，電勢(shì)能減小C加速度不斷減小，速度不斷增大D>加速度先減小后增大，速度不斷增大8、圖中實(shí)線表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,各等勢(shì)面的電勢(shì)值如圖中所示。把一個(gè)負(fù)電荷沿 A一 B- C移動(dòng),電荷在這三點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為Fa、Fb、Fc,電場(chǎng)力在 AB段和BC段做的功為 Wb和Wc,那么9、A Fa=Fb=Fc, Wb= WbcC Fa>Fb>Fc, Wb<WbcD、Fa>F

9、b>Fc, 一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電量 q=2.0 XB、Fa<Fb<Fc, WAb>WbcWAB= W bcio 9C,在靜電場(chǎng)中，由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，在這過(guò)程中，除電場(chǎng)力外，其他力做的功為6.0 x io 5J,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了 8.0 x io 5J,求a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 5為多少？i0、如下圖，豎直實(shí)線為電場(chǎng)線，質(zhì)量為m電量為一q的質(zhì)點(diǎn)P從電場(chǎng)邊緣-st v并沿直線AB從B飛出，AB直線與電場(chǎng)線夾角為。， A B兩點(diǎn)相距為d,那么A B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為多 少？ 11、如下圖，有一電子經(jīng)電壓 U0加速后，進(jìn)入兩塊間距為 d,電壓為U的平行金屬板間，假設(shè)電子從 兩板正中間射

10、入，且恰好能穿出電場(chǎng)，求：1金屬板的長(zhǎng)度；2電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)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(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如下圖。假如兩極板間電壓為U,兩極板間的距離為 d、板長(zhǎng)為L(zhǎng)。設(shè)粒子束可不能擊中極板，求粒 子從進(jìn)入電場(chǎng)到飛出極板時(shí)電勢(shì)能的變化量為多少？粒子的重力忽略不計(jì)13、如下圖，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(kāi)始 時(shí)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(wú)初速地滴下，豎直落向b板，到達(dá)b板后電荷全部傳 給b板重力加速度為g,不計(jì)a、b板外電磁場(chǎng)及阻力的妨礙，求：1第幾滴滴在 色

11、齡板間將作 勻速直線運(yùn)動(dòng)？2能夠到達(dá)b板的液滴可不能超過(guò)多少滴？>J"-14、如圖a所示，在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷 Q圖中未畫(huà)出，A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分加為 0.2m巾0.5m。放在A B兩點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷q1、q2受到的電場(chǎng)力跟檢驗(yàn)電荷所帶電量的關(guān)系如圖b所示。那么"A點(diǎn) 的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 N/C,點(diǎn)電荷 Q的位置坐標(biāo)為 x=m=15.一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)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(qiáng)電場(chǎng)中.開(kāi)始時(shí)，將線 與小球拉成水平，小球靜止在A點(diǎn)，釋放后小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)60。 角時(shí)，小球到達(dá)B點(diǎn)且速度恰好為零.試求: (1) A

12、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差 Ub； (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng) 強(qiáng)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(fèi)少，質(zhì)量好，有利于工人健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝置如下圖。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(qiáng)電場(chǎng)。在 A板的中央放置一個(gè)安全接 地的靜電油漆噴槍 P,油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個(gè)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m 5.0 x 10 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(jì)，油漆微粒最后都落在金屬板B上。試求：1電場(chǎng)力

13、對(duì)每個(gè)微粒所做的功。2微粒打在B板上的動(dòng)能。3微粒到達(dá)B板所需的最短時(shí) 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分如下圖，一根長(zhǎng) L=1.5m的光滑絕緣細(xì)直桿 MN豎直固定在場(chǎng)強(qiáng)為 E=1.0 X 105N/C、與水平方向成。=30°角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。 桿的下端M固定一個(gè)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(dòng)，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(kāi)始運(yùn)動(dòng)。 (靜電力常量 k=9.0 X109N- mf/C2、取 g=10m/s2)(1)小球B

14、開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大 ?(2)小千B的速度最大時(shí)，距 M端的高度h1為 多大？(3)小球B從N端運(yùn)動(dòng)到距 M端的高度h2=0.61m時(shí)，速度為v=1.0m/s ,求此過(guò) 程中小球B的電勢(shì)能改變了多少 ？答案41、C2、BC3 BD4 BDS A6、C7、B薄 8、DH 1X10V10 .粒子運(yùn)動(dòng)方向與 mg Eq方向有夾角，仍做直線運(yùn)動(dòng)，因此Eq=mgUxB= mg dcos q1211 .1設(shè)電子進(jìn)入平行金屬板時(shí)的速度v0,那么有U0e mv22由做類平拋運(yùn)動(dòng)l v0t d2解得 運(yùn)動(dòng)時(shí)間t j- a2由動(dòng)能定理可得12-at運(yùn)動(dòng)加速度a里2dmdr金屬板長(zhǎng)為| d1畫(huà)UeUU i U、

15、Ek U oe e e(Uo )12. q2U 2L2/2md2v213.1電場(chǎng)力與重力平衡時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)mgq q d cd第n+1滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)n 1 mgdc q2液滴到達(dá)b板時(shí)速度為零就不能到達(dá)mg(h d) U qNq2c第N+1滴不能到達(dá)N 1 mg(h2 d)c 1 q214.2 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 J2WEkt Ek03分1分mgEkt WEk0148.0 10 1412Wmv0211525.0 10 15 2.

16、02 J22分9.0 10 14J31Ekt - mvt2vtvt2Ekt m142 9.0 10 14m/s 6.0m/s5.0 10 152分vo2因此th t 2h1分4圓形,vot12ati2R2vt2 0.402.0qE(vot1)2s 0.1s6.01分2.0 10 16 1.0 1035.0 10 15,22m/s 40m/s111分分分2,2hVo()a22 0 40223.14 2.02 (200)m2 0.25m24017.解:1開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球 B受重力、庫(kù)侖力、桿的彈力和電場(chǎng)力，沿桿方向運(yùn)動(dòng)，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=3.2m/