1、2018-2019學年高中物理 第1章 靜電場 第4節 電勢能和電勢練習 新人教版選修3-1第4節電勢能和電勢基礎鞏固1.(2018江西新余市四中、上高二中高二測試)如圖所示是以+q為圓心的一組同心圓(虛線),電場中有a,b,c,d四點.現將一帶正電荷量q的點電荷由a點沿不同的路徑移動到d點.靜電力沿路徑做功為w1,沿路徑做功為w2,沿路徑做功為w3,則(b)a.w2<w3<w1b.w1=w2=w3c.w2>w3>w1d.因不知道+q的具體數值,故無法做出判斷解析:因為靜電力做功只與初末位置有關,而與電荷的運動路徑無關,故沿三條路徑由a移動到d的過程中,靜電力做功相等,

2、選項b正確.2.外力克服靜電力對電荷做功時(d)a.電荷的動能一定增大b.電荷的動能一定減小c.電荷一定從電勢能大處移到電勢能小處d.電荷一定從電勢能小處移到電勢能大處解析:由于合力做功的情況不能確定,所以不能確定電荷的動能是增大還是減小,選項a,b錯誤;靜電力對電荷做負功,電勢能一定增加,選項c錯誤,d正確.3.關于靜電場,下列說法正確的是(d)a.電勢等于零的物體一定不帶電b.電場強度為零的點,電勢一定為零c.同一電場線上的各點,電勢一定相等d.負電荷沿電場線方向移動時,電勢能一定增加解析:電場中某一位置的電勢是否為零與零電勢點位置的選取有關,不論物體是否帶電,也不管物體帶電多少,放在零電

3、勢位置的所有物體,其電勢一定為零,選項a錯誤;電場強度為零的點電勢不一定為零,選項b錯誤;沿著電場線移動電荷時,靜電力做了功,電荷的電勢能發生改變,因此,移動過程中各位置的電勢也不斷變化,同一電場線上的各點,電勢一定不同,選項c錯誤;負電荷沿電場線移動時,靜電力做負功,電荷的電勢能增加,選項d正確.4.(多選)關于電勢,下列說法正確的是(abd)a.電場中某點的電勢,其大小等于單位正電荷由該點移動到零電勢點時,靜電力所做的功b.電場中某點的電勢與零電勢點的選取有關c.由于電勢是相對的,所以無法比較電場中兩點的電勢高低d.電勢是描述電場能的性質的物理量解析:由電勢的定義可知選項a正確;由于電勢是

4、相對量,電勢的大小與零電勢點的選取有關,選項b正確;雖然電勢是相對的,但電勢的高低是絕對的,因此選項c錯誤;電勢與電勢能相聯系,它是描述電場能的性質的物理量,選項d正確.5.(2018山東青島城陽區高二期中)一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中,容器內的電場線分布如圖所示,容器內表面為等勢面,a,b為容器內表面上的兩點,下列說法正確的是(c)a.a點的電場強度比b點的大b.小球表面的電勢比容器內表面的低c.b點的電場強度方向與該處內表面垂直d.將檢驗電荷從a點沿不同路徑移到b點,靜電力所做的功不同解析:由題圖知,b點處的電場線比a點處的密,則a點的電場強度比b點的小,選項a錯

5、誤;沿電場線方向電勢降低,選項b錯誤;電場強度的方向總與等勢面垂直,選項c正確;檢驗電荷由a點移動到b點,靜電力做功一定,與路徑無關,選項d錯誤.6.(多選)如圖所示,a,b,c為電場中同一電場線上的三點.設電荷在電場中只受靜電力作用,則下列說法中正確的是(ad)a.若在c點無初速度地釋放正電荷,則正電荷向b運動,電勢能減少b.若在c點無初速度地釋放正電荷,則正電荷向b運動,電勢能增加c.若在c點無初速度地釋放負電荷,則負電荷向a運動,電勢能增加d.若在c點無初速度地釋放負電荷,則負電荷向a運動,電勢能減少解析:若在c點釋放正電荷,由于它只受到向右的靜電力作用,故電荷在靜電力作用下沿直線由c向

6、b運動,靜電力做正功,電勢能減少,選項a正確,b錯誤;若從c點釋放負電荷,電荷在向左的靜電力作用下由c向a運動,靜電力做正功,電勢能減少,選項c錯誤,d正確.7.(2018湖北黃岡中學高二測試)(多選)如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經漏斗落入水平勻強電場后,分落在收集板中央的兩側.對礦粉分離的過程中,下列表述正確的有(bd)a.帶正電的礦粉落在右側b.靜電力對礦粉做正功c.帶負電的礦粉電勢能變大d.帶正電的礦粉電勢能變小解析:由題圖可知,電場方向水平向左,帶正電的礦粉所受靜電力方向與電場方向相同,所以落在左側;帶負電的礦粉所受靜電力方向與電場方向相反,所以落在右側,選項a錯誤;

7、無論礦粉所帶電性如何,礦粉均向所受靜電力方向偏轉,靜電力均做正功,選項b正確;電勢能均變小,選項c錯誤,d正確.8.(多選)如圖所示,實直線是某電場中的一條電場線,虛線是該電場中的三條等勢線,由圖可以得出的正確結論是(abc)a.m點的電勢一定高于n點的電勢b.m點的電場強度一定大于n點的電場強度c.由m點向n點移動電荷時,電勢能的改變量與零電勢點的選取無關d.某電荷在m點或n點具有電勢能與零電勢點的選取無關解析:沿電場線方向電勢降低,所以m點的電勢一定高于n點的電勢,選項a正確;等勢線越密的地方電場線越密,電場強度越大,所以m點的電場強度一定大于n點的電場強度,選項b正確;電勢的高低與零電勢

8、點的選取有關,所以電勢能與零電勢點的選取有關,選項d錯誤;電勢差的大小與零電勢點的選取無關,所以電勢能的改變量與零電勢點的選取無關,選項c正確.能力提升9.(2018江西南昌市二中高二測試)(多選)如圖所示,在x軸上關于原點o對稱的兩點固定放置等量異種點電荷+q和-q,x軸上的p點位于-q的右側.下列判斷正確的是(ac)a.在x軸上還有一點與p點電場強度相同b.在x軸上還有兩點與p點電場強度相同c.若將一試探電荷+q從p點移至o點,電勢能增大d.若將一試探電荷+q從p點移至o點,電勢能減小解析:在+q,-q連線上及延長線上三個區間內電場強度方向如圖所示,由對稱關系可知,在+q左側與p點及-q間

9、等距的p點應與p點電場強度相同,故選項a正確,b錯誤;在-q,+q之間各處電場強度均大于-q,p之間各處電場強度,故試探電荷+q從p點移至o點過程中,由p-q靜電力做正功w1,由-qo靜電力做負功w2,由上面分析知,|w2|>w1,故電勢能增大,選項c正確,d錯誤.10.(多選)如圖所示,虛線a,b,c表示o處點電荷的電場中的三個等勢面,設兩相鄰等勢面的間距相等,一電子射入電場后的運動軌跡如圖中實線所示,其中1,2,3,4是運動軌跡與等勢面的一些交點.由此可以判定(ad)a.電子在每個位置具有的電勢能與動能的總和一定相等b.o處的點電荷一定帶正電c.a,b,c三個等勢面的電勢關系是a&g

10、t;b>cd.電子運動時的電勢能先增大后減小解析:電子在運動過程中只有靜電力做功,只有電勢能和動能的轉化,因而電勢能與動能的總和不變,選項a正確;從運動軌跡的彎曲情況可知電子受排斥力作用,所以可判斷o點處的電荷為負電荷,根據負點電荷的電場分布可知選項d正確,b,c錯誤.11.如果把q=1.010-8c的電荷從無窮遠處移到電場中的a點,靜電力做功w=-1.210-4j,那么:(1)q在a點的電勢能和a點的電勢各是多少?(2)q在移入電場前a點的電勢是多少?解析:(1)靜電力做負功,電勢能增加,無窮遠處的電勢為0,電荷在無窮遠處的電勢能也為0,電勢能的變化量等于靜電力所做的功,即w=ep-e

11、pa=0-epa.所以epa=-w=1.210-4j,a=v=1.2104v.(2)a點的電勢是由電場本身決定的,跟a點是否有電荷存在無關,所以q移入電場前,a點的電勢仍為1.2104v.答案:(1)1.210-4j1.2104v(2)1.2104v(教師備用)1.如圖所示,一帶電粒子在電場中沿曲線ab運動,從b點穿出電場,a,b,c,d為該電場中的等勢面,這些等勢面都是互相平行的豎直平面,不計粒子所受重力,則(d)a.該粒子一定帶負電b.此電場不一定是勻強電場c.該電場的電場線方向一定水平向左d.粒子在電場中運動過程動能不斷減少解析:由于不能確定電場線方向,故不能確定粒子帶負電,選項a,c錯

12、誤;等勢面互相平行,故一定是勻強電場,選項b錯誤;粒子受靜電力一定沿電場線指向軌跡凹側,而電場線和等勢面垂直,由此可確定靜電力一定做負功,故動能不斷減少,選項d正確.2.(2018山東棗莊八中高二測試)(多選)如圖所示,在x軸上相距為l的兩點固定兩個等量異種點電荷+q,-q,虛線是以+q所在點為圓心、為半徑的圓,a,b,c,d是圓上的四個點,其中a,c兩點在x軸上,b,d兩點關于x軸對稱.下列判斷正確的是(abd)a.b,d兩點處的電勢相同b.四個點中c點處的電勢最低c.b,d兩點處的電場強度相同d.將一試探電荷+q沿圓周由a點移至c點,+q的電勢能減小解析:根據等量異種點電荷電場線及等勢線的

13、分布可知b,d兩點電勢相同,電場強度大小相等、方向不同,選項a正確,c錯誤;c點電勢為0,由a經b到c,電勢越來越低,正電荷由a經b到c電勢能越來越小,選項b,d正確.3.(2018湖南岳陽一中高二月考)(多選)在真空中a,b兩點分別放置等量異種電荷,在電場中通過a,b兩點的豎直平面內對稱位置取一個矩形路徑abcd,如圖所示,現將一電子沿abcd移動一周,則下列判斷正確的是(bd)a.由ab靜電力做正功,電子的電勢能減小b.由bc靜電力對電子先做負功,后做正功,總功為零c.由cd電子的電勢能一直增加d.由da電子的電勢能先減小后增加,電勢能變化量為零解析:電子帶負電,由ab靜電力做負功電勢能增

14、加,由cd靜電力做正功,電勢能減少,選項a,c錯誤;由bc,靜電力對電子先做負功后做正功,由對稱性,b,c兩點電子電勢能相等,故總功為零,選項b正確;由da,靜電力對電子先做正功后做負功,故電子的電勢能先減少后增加,再由對稱性可確定電勢能變化量為零,選項d正確.4.(2018安徽滁州市沙河鎮中學高二月考)在光滑的絕緣平面上,有一個正方形abcd,頂點a,c處分別固定一個正點電荷,電荷量相等,如圖所示.若將一個帶負電的粒子置于b點,自由釋放,粒子將沿著對角線bd往復運動.粒子從b點運動到d點的過程中(d)a.先做勻加速運動,后做勻減速運動b.先從高電勢到低電勢,后從低電勢到高電勢c.電勢能與機械能之和先增大,后減小d.電勢能先減小,后增大解析:這是等量同種電荷形成的電場,根據這種電場的電場線分布情況,可知在線段bd中點處電勢最高,選項b錯誤;等量同種電荷形成的電場是非勻強電場,選項a錯誤;負電荷由b到d運動的過程中先加速后減速,動能先增大后減小,則電勢能先減小后增大,而由能量守恒定律可知電勢能與機械能之和保持