粤教版高中物理必修第三册1.4 电势能与电势同步练习含答案

1.4电势能与电势(建议用时：40分钟)◎题组一 静电力做功的特点1．如图所示，电场中a、b、c三点，ab＝bc，则把点电荷＋q从a点经b点移到c点的过程中，静电力做功的大小关系有(  )A．Wab＞Wbc  B．Wab＝WbcC．Wab＜WbcD．无法比较C [由电场线的疏密可以判断电场强度的大小关系，a点的电场强度最小，c点的电场强度最大。位移相同时，点电荷在bc段受到的平均静电力较大，所以Wab＜Wbc，选项C正确。]2．(多选)如图所示，以坐标原点O为圆心，半径为r的圆与坐标轴交于a、b、c、d。在O点固定一个正电荷Q，另外还有一方向与x轴正方向相同，场强大小为E的匀强电场。现把一电荷量为＋q的点电荷N在圆上移动，则(  )A．从a移到c，电场力对点电荷N做功为2qErB．从a移到c，电场力对点电荷N不做功C．从d移到b，电场力对点电荷N做功为2qErD．从d移到b，电场力对点电荷N不做功BC [从a移到c，点电荷Q产生的电场对点电荷N不做功，在匀强电场中，电场力对点电荷N也不做功，故A错误，B正确；从d移到b，点电荷Q产生的电场对点电荷N不做功，匀强电场对点电荷N做功为W＝qE·2r＝2qEr，所以电场力做功为2qEr，故C正确，D错误。]◎题组二 电势能的理解与计算 3．(多选)如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是(  )A．把正电荷从a移到b，静电力做正功，电荷的电势能减小B．把负电荷从a移到b，静电力做负功，电荷的电势能增加C．把负电荷从a移到b，静电力做正功，电荷的电势能增加D．不论正电荷还是负电荷，从a到b电势能都逐渐降低AB [若正电荷从a移到b，由于静电力方向和位移方向同向，静电力做正功，电荷的电势能减小，A正确；若把负电荷从a移到b，静电力做负功，电荷的电势能增加，B正确，C、D错误。]4．(多选)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，沿以Q为一焦点的椭圆运动。M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。电子在从M点到达N点的过程中(  )A．速率先增大后减小B．速率先减小后增大C．电势能先减小后增大D．电势能先增大后减小AC [根据正点电荷Q的电场线分布情况可知，电子由M到N的运动轨迹为先向Q靠近，此过程中，静电力做正功，电势能减小，速率增大；后远离Q，此过程中，静电力做负功，电势能增大，速率减小，故选项A、C正确。]5．(多选)下列说法正确的是(  )A．当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B．当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C．一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D．一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大ABC [同种电荷相互排斥，同种电荷相互靠近时克服电场力做功，它们的电势能增大，故A、B正确；异种电荷相互吸引，异种电荷相互靠近时电场力做正功，它们的电势能减小，故C正确，D错误。] ◎题组三 电势的理解及电势高低的判断6．(多选)关于电势，下列说法正确的是(  )A．电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，电场力所做的功B．电场中某点的电势与零电势点的选取有关C．由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低D．电势是描述电场的能的性质的物理量ABD [由电势的定义可知选项A正确；电势是相对的，电势的大小与零电势点的选取有关，选项B正确；虽然电势是相对的，但电势的高低是绝对的，选项C错误；电势与电势能相联系，它是描述电场能的性质的物理量，选项D正确。]7．(多选)下列关于电势高低的判断，正确的是(  )A．负电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低B．负电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低C．正电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低D．正电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低BC [负电荷从P点移到M点，电势能增加，电场力做负功，电场力方向由M点到P点，电场线方向由P到M，故M点电势较低，选项A错误，B正确；同理可得选项C正确，D错误。]◎题组四 等势面的理解与计算8．下列给出的四个图中，a、b两点电势相等、电场强度相同的是(  )A      BC      DD [选项A中，a、b两点的场强相同，但a、b两点的电势不相等，A错误；选项B中，a、b两点的电势相等，但a、b 两点的场强方向不同，B错误；选项C中，a、b两点的电势相等，但a、b两点的场强方向相反，C错误；选项D中，a、b两点电势相等、电场强度也相同，D正确。]9．如图所示，a、b是点电荷＋Q产生的电场中的两点，它们到点电荷＋Q的距离大小分别为r1、r2，且r1EbB．电势大小关系有φb>φa C．将一正电荷放在d点时其电势能为正值D．将一负电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功A [由电场线越密的地方，电场强度越大，可得c点的电场线密，所以有Ec>Eb，故A正确；沿着电场线，电势逐渐降低，故b点电势低于a点的电势，故B错误；电势能的正负与零势能点的选择有关，该题以无穷远为零电势点，则d点电势为负，所以正电荷放在d点时其电势能为负值，故C错误；从图中可以看出，a点的电势高于b点的电势，而b点的电势又高于d点的电势，所以a点的电势高于d点的电势。负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，故负检验电荷从a点移到d点的过程中，电势能增大，则电场力做负功，故D错误。故选A。]11．如图所示，在场强为E的水平匀强电场中，一根长为l的绝缘杆两端分别固定着带有电荷量＋q和－q的两小球(大小不计)。现让绝缘杆绕中点O逆时针转动α角，求转动过程中带电小球克服电场力所做的功。[解析] 两个带电小球的初、末位置沿电场线方向的距离均为d＝(1－cosα)两个带电小球克服电场力做功均为W＝Fd＝qE·(1－cosα)故两个带电小球克服电场力做功W′＝2W＝qEl(1－cosα)。[答案] qEl(1－cosα)12．匀强电场的电场强度为40N/C，在同一条电场线上有A、B两点，把质量为2×10－9kg、带电荷量为－2×10－9C的微粒从A点移到B点，静电力做了1.5×10－7J的正功。求：(1)A、B两点间的电势差UAB；(2)A、B两点间的距离； (3)若微粒在A点具有与电场线同向的速度为10m/s，在只有静电力作用的情况下，求经过B点的速度。[解析] (1)WAB＝UAB·qUAB＝＝V＝－75V。(2)由题意知，电场强度方向由B指向A，故UBA＝E·d，d＝＝m＝1.875m。(3)由动能定理有WAB＝mv－mv解得vB＝5m/s，方向与电场线同向。[答案] (1)－75V (2)1.875m (3)5m/s，方向与电场线同向