2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十章靜電場(chǎng)中的能量1電勢(shì)能和電勢(shì)課堂達(dá)標(biāo)含解析新人教版必修3

PAGE4-電勢(shì)能和電勢(shì)1.在靜電場(chǎng)中,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.電場(chǎng)強(qiáng)度到處為零的區(qū)域內(nèi),電勢(shì)肯定也到處為零B.電場(chǎng)強(qiáng)度到處相同的區(qū)域內(nèi),電勢(shì)肯定也到處相同C.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟等勢(shì)面垂直D.電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向【解析】選C。電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電勢(shì)凹凸沒(méi)有干脆關(guān)系,不能依據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度大小推斷電勢(shì)凹凸,也不能依據(jù)電勢(shì)的凹凸推斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,故A、B錯(cuò);電場(chǎng)強(qiáng)度的方向肯定跟等勢(shì)面垂直,C對(duì);沿電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電勢(shì)降低得最快,但電勢(shì)降低的方向不肯定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,D錯(cuò)。2.某導(dǎo)體置于電場(chǎng)后四周的電場(chǎng)分布狀況如圖所示,圖中虛線表示電場(chǎng)線,實(shí)線表示等勢(shì)面,A、B、C為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)C.將負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.將正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零【解析】選C。電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,A處電場(chǎng)線比B處稀疏,A正確;在同一等勢(shì)面上電勢(shì)相等且沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)漸漸降低,所以A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),B正確;將負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,C錯(cuò)誤;A點(diǎn)、C點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上,將正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零,D正確。3.如圖所示,xOy平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E,方向未知,電場(chǎng)線跟x軸的負(fù)方向夾角為θ,電子在坐標(biāo)平面xOy內(nèi),從原點(diǎn)O以大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度射入電場(chǎng),最終打在y軸上的M點(diǎn)。電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,重力不計(jì)。則 ()A.O點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì)B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最大C.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電子的電勢(shì)能先減小后增加D.電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功,后做正功【解析】選D。由電子的運(yùn)動(dòng)軌跡知,電子受到的電場(chǎng)力方向斜向左上,故電場(chǎng)方向斜向右下,M點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì),A錯(cuò)誤;電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最小,B錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電子先克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能增加,后電場(chǎng)力對(duì)電子做正功,電勢(shì)能減小,C錯(cuò)誤,D正確。4.(多選)如圖所示,水平固定的小圓盤(pán)A,其帶電荷量為Q,電勢(shì)為零,從圓盤(pán)中心O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,由于電場(chǎng)的作用,小球豎直上升的高度可達(dá)圓盤(pán)中心豎直線上的c點(diǎn),O到c之間距離為h,而到圓盤(pán)中心豎直線上的b點(diǎn)時(shí),小球速度最大,因此可知在Q所形成的電場(chǎng)中,可以確定的物理量是 ()A.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) B.c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C.b點(diǎn)電勢(shì) D.c點(diǎn)電勢(shì)【解析】選A、D。速度最大時(shí)加速度為零,由b點(diǎn)速度最大可知qEb=mg,所以Eb=,由c點(diǎn)速度為零可知:mgh=-qφc,所以φc=-。5.一個(gè)帶正電的粒子沿曲線從a到b越過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng),則以下說(shuō)法正確的是()A.靜電力做正功,電勢(shì)能增加B.靜電力做正功,電勢(shì)能削減C.靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加D.靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能削減【解析】選B。粒子帶正電,由其運(yùn)動(dòng)軌跡和場(chǎng)強(qiáng)方向可知,從a到b靜電力做正功,電勢(shì)能削減,選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。6.空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x改變的圖象如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是 ()A.O點(diǎn)的電勢(shì)最低B.x2點(diǎn)的電勢(shì)最高C.x1和-x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D.x1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等【解析】選C。由題圖知,沿x軸方向O點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,故O點(diǎn)可能電勢(shì)最低,也可能電勢(shì)最高,A錯(cuò)誤;x1、x2、x3三點(diǎn)在同一電場(chǎng)線上,由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低可知,無(wú)論O點(diǎn)右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸向右還是向左,x2點(diǎn)電勢(shì)都不是最高,x1、x3兩點(diǎn)的電勢(shì)也不相等,B、D錯(cuò)誤;由題圖知,電場(chǎng)強(qiáng)度在O點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱,故x1、-x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等,C正確。7.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線與AC平行,把10-8C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功6×10-8J,AB長(zhǎng)6cm,AB與(1)求場(chǎng)強(qiáng)方向。(2)設(shè)B處電勢(shì)為1V,則A處電勢(shì)為多少?電子在A處電勢(shì)能為多少?【解析】(1)將負(fù)電荷從A移至B,靜電力做正功,所以所受靜電力方向沿A至C。又因?yàn)槭秦?fù)電荷,場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷受力方向相反,所以場(chǎng)強(qiáng)方向由C指向A。(2)由WAB=EpA-EpB=q(φA-φB)可知φA=+φB=(+1)V=-5V電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能EpA=qφA=(-e)×(-5V)=5eV答案:(1)由C指向A(2)-5V5eV【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,在場(chǎng)強(qiáng)E=104N/C的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一根長(zhǎng)l=15cm的細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端系一個(gè)質(zhì)量m=3g、電荷量q=2×10-6C的帶正電小球,當(dāng)細(xì)線處于水平位置時(shí),小球從靜止起先釋放,g(1)小球到達(dá)最低點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能、電勢(shì)能分別改變了多少?(2)若取A點(diǎn)電勢(shì)為零,小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能、電勢(shì)分別為多大?(3)小球到B點(diǎn)時(shí)速度為多大?繩子張力為多大?【解析】(1)ΔEp=-mgl=-4.5×10-3JΔEp電=Eql=3×10-3J(2)Ep電=3×10-3JEp電=φBqφB=V=1.5×103V(3)A→B由動(dòng)能定理得:mgl-E