最新学年高中物理第一章静电场4电势能和电势课时作业选修317452含答案精品doc.docx
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最新学年高中物理第一章静电场4电势能和电势课时作业选修317452含答案精品doc
4电势能和电势
[课时作业]
[A组 基础巩固]
一、单项选择题
1.如图所示是某电场中的一条直线，一电子从A点由静止释放，它将沿直线向B点运动．下列有关该电场情况的判断正确的是（ ）
A．该电场一定是匀强电场
B．电场强度EA一定小于EB
C．电子的电势能EpA＞EpB
D．电子的电势能EpA＜EpB
解析：
只有一条电场线，无法判断该电场是不是匀强电场，也无法判断电场强度EA和EB的大小关系，故选项A、B错误；电子在静电力的作用下从A点运动到B点，静电力做正功，电势能减少，故选项C正确，选项D错误．
答案：
C
2．在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是（ ）
解析：
本题考查电场的叠加．因为电势是标量，并在题中的四个电场中具有对称性，故四个电场中a、b两点的电势都是相等的；而电场强度是矢量，所以A图中点电荷的电场对称点的电场强度大小相等、方向相反；B图中叠加后a点斜向右上方，b点斜向右下方；C图中叠加后都是水平向右；D图中叠加后a点向上，b点向下．因此只有选项C正确．
答案：
C
3.如图所示，一绝缘细杆的两端各固定着一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于匀强电场中，电场方向如图中箭头所示．开始时，细杆与电场方向垂直，即在图中Ⅰ所示的位置；接着使细杆绕其中心转过90°，到达图中Ⅱ所示的位置；最后，使细杆移到图中Ⅲ所示的位置．以W1表示细杆由位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中电场力对两小球所做的功，W2表示细杆由位置Ⅱ到位置Ⅲ过程中电场力对两小球所做的功，则有（ ）
A．W1＝0，W2≠0
B．W1＝0，W2＝0
C．W1≠0，W2＝0
D．W1≠0，W2≠0
解析：
电场力做功只与带电小球的始末位置有关，设细杆长L，细杆由位置Ⅰ转到位置Ⅱ，电场力对正、负带电小球都做正功，大小都为
Eq，所以W1＝2·
Eq＝EqL≠0；杆由位置Ⅱ移动到位置Ⅲ，电场力对带正电荷的小球做正功，对带负电荷的小球做负功，设上移距离为x，则功的大小都为xEq，W2＝xEq－xEq＝0，C正确．
答案：
C
4.如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则（ ）
A．A点场强大于B点场强
B．A点场强方向指向x轴负方向
C．A点场强大于B点场强
D．A点电势高于B点电势
解析：
由于电场线与等势面总是垂直，所以B点电场线比A点密，B点场强大于A点场强，故A、C错误．电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故B错误，D正确．
答案：
D
5.（2015·高考全国卷Ⅰ）如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（ ）
A．直线a位于某一等势面内，φM>φQ
B．直线c位于某一等势面内，φM>φN
C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功
D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功
解析：
由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等可知，φM＞φN＝φP，故过N、P点的直线d位于某一等势面内，则与直线d平行的直线c也位于某一等势面内，选项A错，B正确；φM＝φQ，则电子由M点运动到Q点，电场力不做功，选项C错误；由于φP＜φM＝φQ，电子由P点运动到Q点，电势能减小，电场力做正功，选项D错误．
答案：
B
二、多项选择题
6．将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等，a、b为电场中的两点，则（ ）
A．a点的电场强度比b点的大
B．a点的电势比b点的高
C．试探电荷－q在a点的电势能比在b点的大
D．将试探电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功
解析：
据电场线特点知，选项A、B正确；若将－q从a点移到b点，电场力做负功，电势能将增大，即－q在a点的电势能比b点的小，选项C错误，选项D正确．
答案：
ABD
7.一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中φa＜φb＜φc＜φd.若不计粒子受的重力，可以确定（ ）
A．该粒子带正电
B．该粒子带负电
C．从J到K粒子的电势能增加
D．粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变
解析：
题中已知电场中的一簇等势面，并且知道各等势面电势的高低，可知电场线与等势面垂直，且指向左．由粒子运动的轨迹知，粒子所受电场力的方向与电场线方向相反，所以粒子带负电，A错，B对；粒子从J到K运动过程中，电场力做正功，所以电势能减小，C错；只有电场力做功，动能与电势能之和保持不变，D对．
答案：
BD
8．如图所示，在真空中有两个等量异种电荷＋Q和－Q，它们分别固定在A、B两点，DC为AB连线的中垂线．现将正电荷q由C沿CD移至无穷远处，在此过程中（ ）
A．q的电势能逐渐减小
B．q的电势能先逐渐增大，后逐渐减小
C．q受到的电场力逐渐减小
D．q受到的电场力始终不做功
解析：
CD为一条等势线，所以A、B错，D对；从C→D→无穷远，电场逐渐变弱，故C对．
答案：
CD
三、非选择题
9.如图所示为某电场的电场线，现将一电荷量q＝－3.0×10－9C的负电荷从A点移到B点、从B点移到C点、从C点移到D点，电场力做功分别为WAB＝3.0×10－8J、WBC＝1.5×10－8J、WCD＝9.0×10－9J．若取C点电势为零，试求A、B、D三点电势．
解析：
φA＝
＝
＝
V＝－15V
φB＝
＝
＝
V＝－5V
φD＝
＝
＝
＝
V＝3V
答案：
－15V －5V 3V
[B组 能力提升]
一、选择题
1．（多选）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，实线为一带正电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q为这条轨迹上先后经过的两个点，由此可知（ ）
A．三个等势面中，a电势最高
B．质点在Q点时，加速度较大
C．带电质点通过P点时动能较大
D．质点通过Q时电势能较小
解析：
根据等势线与电场线的关系，可知电场线必处处与等势线垂直；由带正电质点的轨迹的弯曲方向，可知电场线方向如图所示．由图可知，电场强度EQ＞EP，电势φc＞φb＞φa，EpQ＞EpP，因此A、D错误，B正确．由能量守恒可知，当质点通过P点时，动能较大，所以C正确．
答案：
BC
2.（多选）如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度地释放带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中（ ）
A．小物块所受的静电力减小
B．小物块的电势能可能增加
C．小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功
D．M点的电势一定高于N点的电势
解析：
Q为点电荷，F＝k
，因rM＜rN，所以FN＜FM，A正确．由小物块的初、末状态可知，小物块从M到N的过程先加速再减速，这说明，物体在运动过程中沿斜面向下的力在减小，而重力和摩擦力均为恒力，所以电荷间的库仑力为斥力，且库仑力做正功，电势能减小，B错误．由功能关系可知，克服摩擦力做的功等于电势能的减少量和重力势能的减少量之和，C正确．因不知Q和物块的电性，无法判断电势高低，D错误．
答案：
AC
二、非选择题
3．一匀强电场，场强方向是水平的（如图所示）．一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力作用下，恰能沿着与场强的反方向成θ角的直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O点时的电势能之差．
解析：
设电场强度为E，小球带电荷量为q，因小球做直线运动，它受到的电场力qE和重力mg的合力必与小球的运动方向在同一直线上，如图所示．
Eq＝
F合＝
加速度大小a＝
设从O到最高点的路程为s，则v
＝2as
运动的水平距离l＝scosθ
两点的电势能之差ΔW＝qEl
由以上各式得ΔW＝
mv
cos2θ
答案：
mv
cos2θ
4.如图所示，一质量为m、带有电荷量－q的小物体，可以在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙．轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力Ff作用，且Ff解析：
电场力做功与路径无关，滑动摩擦力始终做负功，由于Ff＜qE，小物体最终停留在O端．由动能定理得qEx0－Ffs＝0－
mv
，
解得s＝
.
答案：
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