2024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)練習(xí)含解析新人教版必修3

PAGE4-電勢(shì)能和電勢(shì)【基礎(chǔ)鞏固】1.如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),第一次沿直線AB移動(dòng)該電荷,靜電力做功為W1;其次次沿折線ACB移動(dòng)該電荷,靜電力做功為W2;第三次沿曲線ADB移動(dòng)該電荷,靜電力做功為W3.則 ()A.W1>W2B.W3<W2C.W1=W3D.W1<W3答案:C2.關(guān)于靜電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的正、負(fù),下列說法正確的是()A.電勢(shì)的正、負(fù)取決于把電荷從零電勢(shì)點(diǎn)移動(dòng)到該點(diǎn)的過程中靜電力所做功的正、負(fù)B.電勢(shì)的正、負(fù)取決于場(chǎng)源電荷的正、負(fù),若該點(diǎn)處在正電荷四周的靜電場(chǎng)中,其電勢(shì)肯定為正,與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)C.電勢(shì)的正、負(fù)取決于零電勢(shì)點(diǎn)的選取,負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)也可能為正D.電勢(shì)的正、負(fù)取決于該點(diǎn)所放摸索電荷的正、負(fù)答案:C3.在靜電場(chǎng)中,將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做了負(fù)功,則 ()A.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定比A點(diǎn)的大B.電場(chǎng)線方向肯定從B指向AC.B點(diǎn)的電勢(shì)肯定比A點(diǎn)的高D.該電荷的動(dòng)能肯定減小答案:C4.將一正電荷從無限遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn),電勢(shì)能削減了8.0×10-9J;將另一負(fù)電荷(正、負(fù)電荷所帶電荷量的肯定值相等)從無限遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的N點(diǎn),電勢(shì)能增加了9.8×10-9J.若以無限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn),M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φM、φN,則下列推斷正確的是 ()A.φM<φN<0 B.φN>φM>0C.φN<φM<0 D.φM>φN>0答案:C5.如圖所示,有一帶電的微粒,在靜電力的作用下沿曲線從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),則微粒()A.帶負(fù)電,電勢(shì)能增加B.帶負(fù)電,電勢(shì)能削減C.帶正電,電勢(shì)能增加D.帶正電,電勢(shì)能削減答案:D6.如圖所示,O點(diǎn)固定,長(zhǎng)為l的絕緣輕細(xì)桿的A端粘有一帶正電荷的小球,電荷量為q,質(zhì)量為m,水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E.將輕桿拉成水平后自由釋放,求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)絕緣桿給小球的力的大小.已知重力加速度為g.解析:小球從水平位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過程中,由動(dòng)能定理得mgl+qEl=12mv2在最低點(diǎn),小球做圓周運(yùn)動(dòng),由向心力表達(dá)式及牛頓其次定律得F-mg=mv2聯(lián)立解得絕緣桿對(duì)小球的作用力F=3mg+2qE.答案:3mg+2qE【拓展提高】7.(多選)A、B為電場(chǎng)中的兩點(diǎn),且A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn),則可知 ()A.把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加B.把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做正功,電勢(shì)能削減C.無論移動(dòng)的是正電荷還是負(fù)電荷,電荷的電勢(shì)能都要削減D.無論是否有電荷移動(dòng),A點(diǎn)的電勢(shì)能總是大于B點(diǎn)的電勢(shì)能答案:AB8.某靜電除塵設(shè)備集塵板的內(nèi)壁帶正電,設(shè)備中心位置有一個(gè)帶負(fù)電的放電極,它們之間的電場(chǎng)線分布如圖所示,虛線為某帶電煙塵顆粒(重力不計(jì))的運(yùn)動(dòng)軌跡,A、B是軌跡上的兩點(diǎn),C點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)于放電極對(duì)稱.下列說法正確的是()A.A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)B.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度C.煙塵顆粒在A點(diǎn)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)的動(dòng)能D.煙塵顆粒在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能解析:由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知,A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)A正確;由題圖可知,A點(diǎn)電場(chǎng)線比C點(diǎn)密集,因此A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由運(yùn)動(dòng)軌跡可知,煙塵顆粒帶負(fù)電,從A到B的過程中,靜電力做正功,動(dòng)能增加,煙塵顆粒在A點(diǎn)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)的動(dòng)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;煙塵顆粒帶負(fù)電,從A到B的過程中,靜電力做正功,電勢(shì)能削減,煙塵顆粒在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:A9.在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一根不行伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)繩的一端系著一個(gè)帶電小球,另一端固定于O點(diǎn),小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最高點(diǎn)為A,最低點(diǎn)為B,不計(jì)空氣阻力,則()A.小球帶負(fù)電B.靜電力跟重力平衡C.小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒D.小球在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能削減解析:因?yàn)樾∏蛟谪Q直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),小球受到重力、靜電力和細(xì)繩的拉力,靜電力與重力平衡,小球帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;由于靜電力做功,小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,靜電力做負(fù)功,小球的電勢(shì)能增加,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:B【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度方向是水平向左的,如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電的小球,從O點(diǎn)動(dòng)身,初速度的大小為v0,只在靜電力與重力的作用下,恰能沿與電場(chǎng)強(qiáng)度的反方向成θ角的直線運(yùn)動(dòng).求小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),其電勢(shì)能與在O點(diǎn)的電勢(shì)能之差.解析:設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,小球的電荷量為q.因?yàn)樾∏蜃鲋本€運(yùn)動(dòng),所以它受的靜電力qE和重力mg的合力必沿此直線,如圖所示.由圖可知,mg=qEtanθ.故小球做勻減速直線