高中物理第一章静电场4电势能和电势课时训练新人教版.docx

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1、电势能和电势题组一　静电力做功与电势能的关系1.右图是以+Q为圆心的一组同心圆(虚线),电场中有A、B、C、D四点。现将一带正电荷q的点电荷由A点沿不同的路径移动到D点。沿路径①静电力做功为W1,沿路径②静电力做功为W2,沿路径③静电力做功为W3,则(　　)A.W2W3>W1D.因不知道+q的具体数值,故无法作出判断解析:无论何种电场中,静电力做功都与路径无关,只与初、末位置有关。答案:B2.如图所示,在静电场中,一个负电荷q受到一个非静电力作用,由A点移动到B点,则下

2、列说法不正确的是(　　)A.非静电力和静电力做功之和等于电荷电势能增量和动能增量之和B.非静电力做功等于电势能增量和动能增量之和C.电荷克服静电力做功等于电势能的增量D.非静电力做功和静电力做功之和等于电荷动能的增量解析:根据动能定理,合外力对电荷所做的功等于电荷动能的增量,选项A错误,D正确。对电荷和电场组成的系统而言,非静电力是外力,非静电力对电荷做了多少正功,系统能量(电势能和电荷动能)就增加多少,选项B正确。据静电力做功与电势能变化的关系(WF=-ΔE),及静电力对电荷做负功,得电荷克服静电力做功等于电

3、荷电势能的增量,选项C正确。所以符合题意的是A选项。答案:A3.在电场强度大小为4×105N/C的匀强电场中,一质子从A点移动到B点,如图所示。已知AB间距离为20cm,AB连线与电场线成30°夹角,求静电力做的功以及质子电势能的变化。解析:静电力对质子做的功为W=qEdcosθ=1.6×10-19×4×105×0.2×J≈1.1×10-14J即质子电势能减少1.1×10-14J。答案:1.1×10-14J　减少1.1×10-14J题组二　电势高低的判断4.在静电场中,下列说法正确的是(　　)A.电场强度处处为

4、零的区域内,电势也一定处处为零B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C.电场强度的方向可以跟等势面平行D.沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的解析:等量同种点电荷连线中点处的电场强度为零,但电势不为零,故A错;在匀强电场中,电场强度处处相等,但电势沿电场线方向降低,故B错;电场线方向处处与等势面垂直,即电场线上各点的切线方向与等势面垂直,各点电场强度方向就是电场线各点切线方向,故C错误;电场强度方向是电势降落最快的方向,故D正确。答案:D5.(多选)如图所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负试

5、探电荷只受静电力作用时的运动轨迹,若电荷是从A处运动到B处,以下判断正确的是(　　)A.电荷从A到B加速度减小B.B处电势能大C.B处电势高D.电荷在B处速度小解析:由题图可知,B处的电场线比A处的电场线密,说明B处的电场强度大于A处的电场强度。根据牛顿第二定律,试探电荷在B处的加速度大于在A处的加速度,选项A错误。由题图可知,电荷做曲线运动,必受到不等于零的合外力,即静电力F≠0,且静电力F的方向应指向运动轨迹的凹向。因为试探电荷带负电,所以电场线指向是从电场线疏处到电场线密处。再利用“电场线方向为电势降低最

6、快的方向”判断A、B处电势高低关系是φA>φB,选项C错误。根据试探电荷的位移与所受静电力的夹角大于90°,可知静电力对试探电荷做负功,所以由A→B电势能增加,选项B正确。又因静电力做功与路径无关,系统的能量守恒,电势能增加则动能减少,即速度减小,选项D正确。答案:BD6.在静电场中,把一个电荷量q=2.0×10-5C的负电荷由M点移到N点,静电力做功6.0×10-4J,由N点移到P点,静电力做负功1.0×10-3J,则M、N、P三点电势的高低关系是　　　　。 解析:先画一条方向向右的电场线,找一点作为M点,如

7、图,因为由M→N静电力做正功,而负电荷受静电力方向与电场强度方向相反,则可确定N点在M点左侧;由N→P静电力做负功,即沿着电场线方向移动,又因为1.0×10-3J>6.0×10-4J,所以肯定移过了M点,即P点位于M点右侧,这样,M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP。答案:φN>φM>φP题组三　等势面的理解7.两个固定的等量异种点电荷所产生的电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用。则粒子在电场中(　　)A.做直线

8、运动,电势能先变小后变大B.做直线运动,电势能先变大后变小C.做曲线运动,电势能先变小后变大D.做曲线运动,电势能先变大后变小解析:由题图等势面可知,两固定的等量异种点电荷的电场分布如图所示。带负电的粒子在等量异种点电荷所产生的电场中的偏转运动轨迹如图中所示,则粒子在电场中做曲线运动。静电力对带负电的粒子先做正功后做负功,电势能先变小后变大,故选项C正确。答案:C(建议用时:30分钟)