2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場第4節(jié)電勢能電勢與電勢差練習(xí)含解析教科版選修3-1

PAGE3-第4節(jié)電勢能電勢與電勢差一、單項(xiàng)選擇題1．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)度肯定比a點(diǎn)大B．電場線方向肯定從b指向aC．b點(diǎn)的電勢肯定比a點(diǎn)高D．該電荷的動(dòng)能肯定減小解析：在靜電場中，正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做負(fù)功，是從低電勢移到高電勢處，電勢能增加，但不知道是否有其他力做功，故無法推斷動(dòng)能的改變，A、D錯(cuò)誤，C正確；電場線方向不肯定從b點(diǎn)指向a點(diǎn)，B錯(cuò)誤．答案：C2．在電場中，把電荷量為4×10－9C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服靜電力做功6×10－8A．電荷在B點(diǎn)具有的電勢能是6×10－8JB．B點(diǎn)的電勢是15VC．電荷的電勢能增加了6×10－8JD．電荷的電勢能削減了6×10－8J解析：電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能具有相對性，只有確定零勢能點(diǎn)，B點(diǎn)的電勢、電勢能才有確定的值，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)．克服靜電力做功6×10－8J，則電勢能增加了6×10－8J，所以選項(xiàng)C對，D錯(cuò)．答案：C3．一電荷量為＋2×10－8C的點(diǎn)電荷在外力作用下，從靜電場中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，在這個(gè)過程中靜電力對點(diǎn)電荷做功為8×10－6J，若a點(diǎn)電勢為φa，b點(diǎn)電勢為φbA．可以判定φa－φb＝400VB．可以判定φa－φb＝－400VC．φa－φb可能等于零D．不能推斷φa－φb的值解析：依據(jù)公式Uab＝eq\f(Wab,q)可得Uab＝eq\f(8×10－6,2×10－8)V＝400V，故選A.答案：A4．如圖，實(shí)線為一正點(diǎn)電荷的電場線，虛線為其等勢面．A、B是同一等勢面上的兩點(diǎn)，C為另一等勢面上的一點(diǎn)，下列推斷正確的是()A．A點(diǎn)場強(qiáng)與B點(diǎn)場強(qiáng)相同B．C點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢C．將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力不做功D．將質(zhì)子從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，其電勢能增加解析：A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向不同，A錯(cuò)；B點(diǎn)電勢高于C點(diǎn)電勢，B錯(cuò)；A、B在同一等勢面上，將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢能不變，電場力不做功，C對；由于φA＞φC，質(zhì)子帶正電，故質(zhì)子由A點(diǎn)到C點(diǎn)，其電勢能削減，D錯(cuò)．答案：C5.如圖所示，圖中實(shí)線表示一勻強(qiáng)電場的電場線，一帶負(fù)電荷的粒子射入電場，虛線是它的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，若粒子所受重力不計(jì)，則下列推斷中正確的是()A．電場線方向向下B．粒子肯定從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)C．a(chǎn)點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢高D．粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能解析：無論粒子從a點(diǎn)或者從b點(diǎn)射入電場，由于運(yùn)動(dòng)軌跡向下彎曲，說明粒子受電場力方向向下，可判明電場線的方向向上而不是向下，A錯(cuò)誤；粒子既可以從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，也可以從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，B錯(cuò)誤；由于順著電場線方向電勢降低，故有φa<φb，C錯(cuò)誤；負(fù)電荷逆著電場線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢能減小，順著電場線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢能增加，因而粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能，D正確．答案：D二、多項(xiàng)選擇題6．下列說法正確的是()A．電荷在A點(diǎn)的電勢能是EpA＝－20J，在B點(diǎn)的電勢能是EpB＝15J，則EpA>EpBB．電場中，A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢高，則A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB>0C．電場中A點(diǎn)的電勢是φA＝－6V，B點(diǎn)的電勢是φB＝2V，則φA>φBD．EA＝1.0×102N/C，EB＝－2×102N/C，則EA<EB解析：電勢能、電勢的正負(fù)可以表示其大小，故有EpB>EpA，φA<φB，A、C均錯(cuò)誤；電場強(qiáng)度為矢量，其正負(fù)號表示方向，不表示大小，故有EB>EA，D正確；因UAB＝φA－φB，φA>φB，故UAB>0，B正確．答案：BD7.如圖所示，在點(diǎn)電荷電場中的一條電場線上依次有A、B、C三點(diǎn)，分別把＋q和－q的檢驗(yàn)電荷依次放在三點(diǎn)上，關(guān)于它們所具有的電勢能Ep的說法正確的是()A．放上＋q時(shí)，它們的電勢能EpA>EpB>EpCB．放上＋q時(shí)，它們的電勢能EpA<EpB<EpCC．放上－q時(shí)，它們的電勢能EpA>EpB>EpCD．放上－q時(shí)，它們的電勢能EpA<EpB<EpC解析：放上＋q時(shí)，電荷從位置A→B→C，都是電場力做正功，電勢能應(yīng)減小，可見EA>EB>EC.放上－q時(shí)，電荷從位置A→B→C，都是克服電場力做功，電荷的電勢能應(yīng)增大，即EA<EB<EC，故正確選項(xiàng)為A、D.答案：AD8．一帶電粒子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場中，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線ABC所示，圖中實(shí)線是同心圓弧，表示電場的等勢面，不計(jì)粒子重力，可以推斷()A．此粒子始終受到排斥力作用B．粒子在A點(diǎn)和C點(diǎn)的速度大小肯定相等C．粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能肯定大于在A點(diǎn)的動(dòng)能D．粒子在B點(diǎn)的電勢能肯定大于在C點(diǎn)的電勢能解析：由題圖可知，軌跡向左彎曲，帶電粒子所受的電場力方向向左，則帶電粒子受到了排斥力作用，故A正確；A、C兩點(diǎn)處于同一等勢面上，從A到C，電場力做功為零，則A、C兩點(diǎn)動(dòng)能相等，速度大小相等，故B正確；從A到B過程中，電場力做負(fù)功，可知電勢能增大，動(dòng)能減小，粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能肯定小于在A點(diǎn)的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；從B到C過程中，電場力做正功，可知電勢能減小，粒子在B點(diǎn)的電勢能肯定大于在C點(diǎn)的電勢能，故D正確．答案：ABD9.如圖所示，兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷，在它們連線的垂直平分線上有a、b、c三點(diǎn)，則()A．a(chǎn)點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)處電勢相等D．一帶電粒子(不計(jì)重力)在a點(diǎn)無初速釋放，則它將在a、b連線上運(yùn)動(dòng)解析：兩等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線是一條等勢線，該線上各點(diǎn)電勢相等，A錯(cuò)誤，C正確；依據(jù)兩等量異種點(diǎn)電荷電場線的分布特點(diǎn)可知，a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同，均水平向右，B正確；帶電粒子在a點(diǎn)受電場力方向水平向左或水平向右，因此無初速釋放后將向左或向右運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤．答案：BC10．質(zhì)量為m的帶電小球射入勻強(qiáng)電場后，以方向豎直向上、大小為2g的加速度向下運(yùn)動(dòng)，在小球下落hA．小球的重力勢能削減了2mghB．小球的動(dòng)能削減了2mghC．電場力做負(fù)功2mghD．小球的電勢能增加了3mgh解析：帶電小球受到向上的電場力和向下的重力，依據(jù)牛頓其次定律得F電－mg＝2mg，得F電＝3mg.在下落過程中電場力做功W電＝－3mgh，重力做功WG＝mgh，總功W＝W電＋WG＝－2mgh，依據(jù)重力做功與重力勢能改變關(guān)系可推斷：小球重力勢能削減了mgh，電勢能增加了3mgh；依據(jù)動(dòng)能定理，小球的動(dòng)能削減了2mgh.答案：BD三、非選擇題11．假如把q＝＋1.0×10－8C的電荷從無窮遠(yuǎn)移到電場中的A點(diǎn)，q在無窮遠(yuǎn)處電勢能為零，須要克服電場力做功W＝1.2×10－4(1)q在A點(diǎn)的電勢能和A點(diǎn)的電勢各是多少？(2)q未移入電場前A點(diǎn)的電勢是多少？解析：(1)電場力做負(fù)功，電勢能增加，電荷在無窮遠(yuǎn)處的電勢能為零．依據(jù)電荷電勢能的削減量等于電場力做的功W＝EpA－Ep∞，可得q在A點(diǎn)的電勢能為EpA＝W＝1.2×10－4J.依據(jù)電勢的定義φA＝eq\f(EpA,q)，可得A點(diǎn)的電勢為φA＝eq\f(1.2×10－4,1.0×10－8)V＝1.2×104V.(2)A點(diǎn)的電勢是由電場本身確定的，跟A點(diǎn)是否有電荷存在無關(guān)，所以q移入電場前，A點(diǎn)的電勢仍為1.2×104V.答案：(1)1.2×10－4J1.2×104V(2)1.2×104V12．如圖所示，在正的點(diǎn)電荷Q的電場中有a、b兩點(diǎn)，它們到點(diǎn)電荷Q的距離r1<r2.(1)a、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢高？(2)將一負(fù)電荷放在a、b兩點(diǎn)，哪點(diǎn)電勢能較大？(3)若a、b兩點(diǎn)間的電勢差為100V，將二價(jià)負(fù)離子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)是靜電力對電荷做功還是電荷克服靜電力做功？做功多少？解析：(1)由正點(diǎn)電荷的等勢面特點(diǎn)可推斷a點(diǎn)的電勢較高．(2)由(1)可知φa>φb，Uab>0，當(dāng)把負(fù)電荷從