高二物理同步訓(xùn)練《電勢能和電勢》（新人教版選修）

PAGEPAGE5高二物理同步訓(xùn)練試題解析一、選擇題1.兩帶電小球，電荷量分別為＋q和－q，固定在一長度為l的絕緣細(xì)桿的兩端，置于電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中．桿與場強(qiáng)方向平行，其位置如圖1－4－10所示．若此桿繞過O點(diǎn)垂直于桿的軸線轉(zhuǎn)過180°，則在此轉(zhuǎn)動過程中電場力做的功為()圖1－4－10A．0 B．qElC．2qEl D．πqEl解析：選C.電場力對兩小球均做正功，大小與路徑無關(guān)，對每個小球做功為qEl，共為2qEl.故C正確．2.如圖1－4－11所示，在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷＋Q形成的電場中，試探電荷＋q由A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做功為W1，以O(shè)A為半徑畫弧交OB于C，再把試探電荷由A點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功為W2，則C點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做功為W3，則三者關(guān)系為()圖1－4－11A．W1＝W2＝W3<0 B．W1>W2＝W3>0C．W1＝W3>W2＝0 D．W3>W1＝W2＝0解析：選C.因A、C兩點(diǎn)處于同一等勢面上，所以W1＝W3>0，W2＝0.所以C正確．3．下列關(guān)于電勢高低的判斷，正確的是()A．負(fù)電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn)，電勢能增加，P點(diǎn)電勢一定較低B．負(fù)電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn)，電勢能增加，M點(diǎn)電勢一定較低C．正電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn)，電勢能增加，P點(diǎn)電勢一定較低D．正電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn)，電勢能增加，M點(diǎn)電勢一定較低解析：選BC.負(fù)電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn)，電勢能增加，電場力做負(fù)功，電場力方向由M點(diǎn)到P點(diǎn)，電場線方向由P到M，故M點(diǎn)電勢較低，所以A錯B對．同理可得C對D錯．4．如圖1－4－12所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷＋Q，在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷－Q且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判斷正確的是()圖1－4－12A．O點(diǎn)電場強(qiáng)度為零B．D點(diǎn)電場強(qiáng)度為零C．若將點(diǎn)電荷＋q從O移向C，電勢能增大D．若將點(diǎn)電荷－q從O移向C，電勢能增大解析：選BD.根據(jù)對稱性和疊加原理，O點(diǎn)有三個場強(qiáng)矢量，其中A、B兩點(diǎn)的電荷在O點(diǎn)的場強(qiáng)矢量等大反向，矢量和為零，即O點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于C點(diǎn)電荷在該處的場強(qiáng)；D點(diǎn)有三個場強(qiáng)矢量，方向分布互為120°，故合場強(qiáng)為零．選項(xiàng)A錯，B對．由于D點(diǎn)場強(qiáng)為零，作為分界點(diǎn)，D的左邊場強(qiáng)方向向左，右邊方向向右．則將點(diǎn)電荷＋q從O移向C的過程中，靜電力的方向跟移動方向相同，靜電力做正功，電勢能減?。粚Ⅻc(diǎn)電荷－q從O移向C的過程中，靜電力的方向跟移動方向相反，靜電力做負(fù)功，電勢能增加．選項(xiàng)C錯，D對．5．三個點(diǎn)電荷電場的電場線分布如圖1－4－13所示，圖中a、b兩點(diǎn)處的場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb，電勢分別為φa、φb則()圖1－4－13A．Ea>Eb，φa>φb B．Ea<Eb，φa<φbC．Ea>Eb，φa<φb D．Ea<Eb，φa>φb解析：選C.由圖可以看出a處電場線更密，所以Ea>Eb，根據(jù)對稱性，a處的電勢應(yīng)與右側(cè)負(fù)電荷附近對稱點(diǎn)的電勢相等，再根據(jù)沿電場線方向電勢降低可以判定φb>φa，故C項(xiàng)正確．6．在靜電場中，將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做了負(fù)功，則()A．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大B．電場線方向一定從b指向aC．b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高D．該電荷的動能一定減小解析：選C.電場力做負(fù)功，該電荷電勢能增加．正電荷在電勢高處電勢能較大，C正確．電場力做負(fù)功同時電荷可能還受其他力作用，總功不一定為負(fù)．由動能定理可知，動能不一定減小，D錯．電勢高低與場強(qiáng)大小無必然聯(lián)系，A錯．b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)，但a、b可能不在同一條電場線上，B錯．7.如圖1－4－14所示，在一個粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊．由靜止釋放后，兩個物塊向相反方向運(yùn)動，并最終停止．在物塊的運(yùn)動過程中，下列表述正確的是()圖1－4－14A．兩個物塊的電勢能逐漸減少B．物塊受到的庫侖力不做功C．兩個物塊的機(jī)械能守恒D．物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力解析：選A.兩物塊之間的庫侖力對兩物塊均做正功，電勢能減少，A對，B錯；兩物塊的重力勢能不變，動能先增后減，故機(jī)械能不守恒，C錯；物塊先加速后減速，故庫侖力先大于摩擦力，但隨著距離的增大，庫侖力逐漸減小，故后階段摩擦力大于庫侖力，D錯．8．如圖1－4－15，一帶負(fù)電的粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動軌跡．M和N是軌跡上的兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)在軌跡的最右邊．不計(jì)重力，下列表述正確的是()圖1－4－15A．粒子在M點(diǎn)的速率最大B．粒子所受電場力沿電場線方向C．粒子在電場中的加速度不變D．粒子在電場中的電勢能始終在增加解析：選C.由圖知該電場為勻強(qiáng)電場，因此帶電粒子受到的電場力方向恒定，大小不變，因此C正確．由電荷運(yùn)動軌跡與受力關(guān)系可判定電荷受力向左，B錯，因此由N到M電場力對粒子做 負(fù)功，其速度應(yīng)減小，A錯，電勢能在前段與后段不一樣，D錯．9．位于A、B處的兩個帶有不等量負(fù)電的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)電勢分布如圖1－4－16所示，圖中實(shí)線表示等勢線，則()圖1－4－16A．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B．正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場力做正功C．負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做正功D．正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn)電勢能先減小后增大解析：選CD.a點(diǎn)和b點(diǎn)所在處的等勢線疏密程度不同，故兩處的場強(qiáng)不同，方向也不同，A錯；從c點(diǎn)到d點(diǎn)電勢升高，正電荷的電勢能增大，電場力做負(fù)功，B錯；從a點(diǎn)到c點(diǎn)、電勢升高，負(fù)電荷的電勢能減小，電場力做正功，C對；從e點(diǎn)沿虛線到f點(diǎn)，電勢先減小后增大，則正電荷的電勢能先減小后增大，D對．二、計(jì)算題10．將帶電荷量為1×10－8C的電荷，從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點(diǎn)，要克服靜電力做功1×10－6(1)電荷的電勢能是增加還是減少？電荷在A點(diǎn)具有多少電勢能？(2)A點(diǎn)的電勢是多少？(3)若靜電力可以把帶電荷量為2×10－8C的電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A解析：(1)靜電力做負(fù)功，電荷的電勢能增加，因無限遠(yuǎn)處電勢能為零，電荷在A點(diǎn)具有的電勢能為1×10－6J.(2)A點(diǎn)的電勢為：φA＝eq\f(EpA,q)＝eq\f(1×10－6,1×10－8)V＝100V.(3)因靜電力做正功，說明電荷受力方向與運(yùn)動方向相同，說明電荷帶負(fù)電，靜電力做功為：W2＝2W1＝2×－6J.答案：(1)增加1×10－6J(2)100V(3)帶負(fù)電2×10－6J11．如圖1－4－17所示，光滑絕緣桿豎直放置，它與以正點(diǎn)電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點(diǎn)，質(zhì)量為m，帶電荷量為－q的有孔小球從桿上的A點(diǎn)無初速度下滑，已知q?Q，AB＝h，小球滑到B點(diǎn)時速度大小為eq\r(3gh)，則小球從A運(yùn)動到B的過程中，電場力做多少功？若取A點(diǎn)電勢為零，C點(diǎn)電勢是多大？圖1－4－17解析：由動能定理得：mgh＋W電＝eq\f(1,2)mv2解得：W電＝eq\f(1,2)mghφC＝φB＝eq\f(－W電,－q)＝eq\f(mgh,2q).答案：eq\f(1,2)mgheq\f(mgh,2q)12．如圖1－4－18所示，一質(zhì)量為m、帶有電荷量－q的小物體，可以在水平軌道Ox上運(yùn)動，O端有一與軌道垂直的固定墻．軌道處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E，方向沿Ox軸正方向，小物體以速度v0從x0點(diǎn)沿Ox軌道運(yùn)動，運(yùn)動時受到大小不變的摩擦力Ff作用，且Ff<qE.設(shè)小物體與墻圖碰撞時不損失機(jī)械能，且電荷量保持不變，求它在停止運(yùn)動前所通過的總路