高中物理选修31课时作业1814电势能和电势.docx

高中物理选修31课时作业1814电势能和电势.docx

《高中物理选修31课时作业1814电势能和电势.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理选修31课时作业1814电势能和电势.docx（7页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

高中物理选修31课时作业1814电势能和电势

1.4电势能和电势

一、单项选择题

1．静电场中，下列说法正确的是（　　）

A．电场强度相同的各点，电势也一定相同

B．电场越强的地方，电势也越高

C．同一等势面上各个点的电场强度不一定相等

D．点电荷在电势越高的地方，其电势能也越大

2．带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线（电场的方向未画出）．在图中，若上极板带正电，虚线MN是穿过两板正中央的一条直线，则关于这个电场，以下说法正确的是（　　）

A．a点的场强小于b点的场强

B．b点的电势低于c点的电势

C．平行金属板之间的电场，可以看做匀强电场

D．若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿电场线运动到负极板

3．a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，∠abc＝120°．现将三个等量的正点电荷＋Q固定在a、b、c三个顶点上，将一个电荷量为＋q的点电荷依次放在菱形中心点O和另一个顶点d处，两点相比（　　）

A．＋q在d点所受的电场力较大B．＋q在d点所具有的电势能较大

C．d点的电场强度大于O点的电场强度D．d点的电势低于O点的电势

4．如图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处．A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法中正确的是（　　）

A．A、B、C、D四个点的电场强度相同

B．O点电场强度等于零

C．将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点，电场力做功为零

D．将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，试探电荷具有的电势能增大

5．P、Q两电荷的电场线分布如图所示，c、d为电场中的两点．一个离子从a运动到b（不计重力），轨迹如图所示．则下列判断正确的是（　　）

A．Q带正电B．c点电势低于d点电势

C．离子在运动过程中受到P的吸引D．离子从a到b，电场力做正功

6．如图，真空中M、N处放置两等量异种点电荷，a、b、c表示电场中的三条等势线，d点和e点位于等势线a上，f点位于等势线c上，df平行于M、N．已知一带正电的试探电荷从d点移动到f点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是（　　）

A．M点处放置的是正电荷

B．若将带正电的试探电荷沿图中虚线de由d点移动到e点，则电场力先做正功、后做负功

C．d点的电势高于f点的电势

D．d点的场强与f点的场强完全相同

二、多项选择题

7．A、B是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在静电力作用下，沿电场线从A点运动到B点，速度图象如图所示．下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断，正确的是（　　）

A．EA>EBB．EAφB

8．如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线．则下列说法不正确的是（　　）

A．场强Ea＞Eb＞Ec

B．电势φa＞φb，φc＞φb

C．沿cba路径移动质子与电子，电荷的电势能均增大

D．沿bc方向直线射入的电子有可能做曲线运动

9．如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ

A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少

B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加

C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少

D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服静电力所做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变

10．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

三、非选择题

11．如图所示，在电场强度为E＝1×104N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L＝1m的绝缘细杆（质量不计）固定一个质量为m＝0．2kg、电荷量为q＝5×10－6C、带正电的小球．细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动．现将杆由水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中．求：

（1）电场力对小球做功W电为多少？

小球电势能如何变化？

（2）小球在最低点的动能EkB为多少？

12．如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m＝2．0×10－3kg、电荷量q＝2．0×10－6C的带正电的物体（可视为质点），从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为s＝6．0t－10t2，式中s的单位为m，t的单位为s．不计空气阻力，取g＝10m/s2．求：

（1）匀强电场的场强大小和方向；

（2）带电物体在0～0．5s内电势能的变化量．

--☆参考答案☆--

一、单项选择题

1．[解析]选C．电场强度相同的各点，电势不一定相同，例如匀强电场中同一条电场线上的各点场强相同，但是电势不同，选项A错误；电场越强的地方，电势不一定越高，例如距离负的点电荷较近的点，场强较大，但是电势较低，选项B错误；同一等势面上各个点的电场强度不一定相等，例如等量异种电荷连线的中垂线上的各点，电势均为零，但是场强不相同，选项C正确；正的点电荷在电势越高的地方，其电势能也越大，选项D错误．

2．[解析]选B．由电场线疏密可知，a点场强大于b点场强，选项A错误；由于φb＝φd，而φc>φd，所以φc>φb，选项B正确；由于电场线不是平行等间距直线，所以平行金属板间电场不能看做匀强电场，选项C错误；由于有的电场线不是直线，所以电荷不一定沿电场线运动，选项D错误．

3．[解析]选D．a、c两个顶点的点电荷在菱形中心点O产生的电场强度大小相等方向相反，设b、O两点之间的距离为x，则固定于b顶点的点电荷在菱形中心点O产生的电场强度大小为

；a、b、c三个顶点的点电荷在顶点d产生的电场强度为

＋

×cos60°＝

，方向由O指向d，显然，d点电场强度比O点小，而F＝qE，则＋q在d点所受的电场力较小，选项A、C错误；根据沿着电场线方向电势逐渐降低的规律可知，O点电势高于d点，＋q在d点所具有的电势能较小，选项B错误，选项D正确．

4．[解析]选C．由点电荷电场叠加规律以及对称关系可知，A、C两点电场强度相同，B、D两点电场强度相同，选项A错误．O点的电场强度方向水平向右，不为0，选项B错误．由电场分布和对称关系可知，将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点，电场力做功为零；将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，电场力做正功，试探电荷具有的电势能减小，选项C正确，D错误．

5．[解析]选C．根据电场线的方向，从P出发，终止于Q，所以P带正电，Q带负电，故A错误．沿着电场线电势一定降低，所以c点电势大于d点的电势，故B错误．电荷所受电场力指向轨迹内侧，所以离子在运动过程中受到P的吸引，故C正确．离子从a到b，电场力与速度的夹角为钝角，所以做负功，故D错误．

6．[解析]选B．因正电荷由d到f电场力做负功，电势能增加，则电势升高．故f点电势高于d点电势．则N点为正电荷，故A、C错误．将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到e点，电势能先减小再增大到原来值，故电场力先做正功、后做负功，故B正确．d点与f点为关于两电荷的中垂线对称，则场强大小相等但方向不同，故D错误．

二、多项选择题

7．[解析]选AC．由题图可知，正电荷速度越来越小，变化越来越慢，说明所受静电力越来越小，故EA>EB，A对；受静电力方向与运动方向相反，可知场强方向由B向A，电势φA<φB，C对．

8．[解析]选BCD．根据电场线的疏密表示电场强度的大小，可知Ea＞Eb＞Ec，故A正确．沿着电场线方向电势是降低的，同一等势面上各点的电势相等，则知φc＞φb＝φa，故B错误．沿cba路径移动质子与电子，根据公式W＝qU知，由于电子与质子的电性相反，电场力对质子做正功，对电子做负功，则质子的电势能减小，电子的电势能增大，故C错误．沿bc方向直线射入的电子，所受的电场力沿bc方向，电子做直线运动，故D错误．

9．[解析]选AD．由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正的点电荷从M点沿直线移到N点，静电力做正功，电势能减少，故选项A正确，选项B错误；负的点电荷由M点沿直线移到N点，克服静电力做功，电势能增加，故选项C错误；静电力做功与路径无关，负的点电荷又回到M点，则整个过程中静电力做功为零，电势能不变，故选项D正确．

10．[解析]选AC．Q为点电荷，F＝k

，因rM

三、非选择题

11．[解析]

（1）电场力做功仅与初、末位置有关，W电＝qE·L＝5×10－6×1×104×1J＝5×10－2J

电场力做正功，小球电势能减小．

（2）由动能定理得mgL＋W电＝EkB－0

所以EkB＝0．2×10×1J＋5×10－2J＝2．05J．

[答案]

（1）5×10－2J　电势能减小　

（2）2．05J

12．[解析]

（1）由位移随时间的变化规律s＝6．0t－10t2知，物体的初速度为v0＝6m/s，加速度为a＝－20m/s2，

由牛顿第二定律得qE＝ma，

解得E＝2×104N/C，

由于物体带正电且电场力方向向左，所以场强方向水平向左．

（2）由运动学公式知0．5s末的速度为

v1＝v0＋at＝6m/s－20×0．5m/s＝－4m/s，

由功能关系知，带电物体在0～0．5s内电势能的增加量为

ΔE＝－

m（v

－v

）＝2×10－2J．

[答案]

（1）2×104N/C　水平向左　

（2）2×10－2J