高中物理 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四）電勢(shì)能 電勢(shì)與電勢(shì)差 教科版選修3-1

1、課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四） 電勢(shì)能 電勢(shì)與電勢(shì)差1(多選)關(guān)于靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，下列說法正確的是()A電場(chǎng)強(qiáng)度的方向處處與等電勢(shì)面垂直B電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)也為零C隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的大小逐漸減小，電勢(shì)也逐漸降低D任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢(shì)降落最快的方向解析：選AD根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系解題。電場(chǎng)線(電場(chǎng)強(qiáng)度)的方向總是與等電勢(shì)面垂直，選項(xiàng)A正確。電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是兩個(gè)不同的物理量，電場(chǎng)強(qiáng)度等于零的地方，電勢(shì)不一定等于零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)不斷降落，電勢(shì)的高低與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小無必然關(guān)系，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。電場(chǎng)線(電場(chǎng)強(qiáng)度)的方向總是從高的等電勢(shì)面指向低的等電勢(shì)面，而且是電勢(shì)降落最快的

2、方向，選項(xiàng)D正確。2下列說法正確的是()AA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差，等于將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功B電勢(shì)差是一個(gè)標(biāo)量，但是有正值或負(fù)值之分C電場(chǎng)力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，但電勢(shì)差跟移動(dòng)電荷的路徑有關(guān)DA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的，不隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同而改變，所以UABUBA解析：選B由電勢(shì)差的定義可知A項(xiàng)錯(cuò)誤。從電勢(shì)差的特性可知電勢(shì)差是標(biāo)量，有正負(fù)之分，B項(xiàng)正確。從電場(chǎng)力做功的特性及電勢(shì)差的定義可知兩點(diǎn)間電勢(shì)差只與兩點(diǎn)的位置有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。由UABAB(BA)UBA，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3(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

3、把正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)靜電力做正功，電勢(shì)能減少C無論移動(dòng)的是正電荷還是負(fù)電荷，電荷的電勢(shì)能都要減少D無論是否有電荷移動(dòng)，a點(diǎn)電勢(shì)能總是大于b點(diǎn)的電勢(shì)能解析：選AB正電荷在電勢(shì)越高的地方具有的電勢(shì)能越大，而負(fù)電荷在電勢(shì)越高的地方具有的電勢(shì)能越小?？芍姾蓮腶移到b電勢(shì)能減小，負(fù)電荷從a移到b電勢(shì)能增加。無論正電荷還是負(fù)電荷，靜電力做正功電勢(shì)能減小，靜電力做負(fù)功電勢(shì)能增加，因此A、B正確，C錯(cuò)誤。對(duì)D選項(xiàng)，首先要清楚，在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入電荷，這個(gè)電荷就具有電勢(shì)能，如重力勢(shì)能屬于物體和地球構(gòu)成的系統(tǒng)一樣，電勢(shì)能是由放入電場(chǎng)的電荷和電場(chǎng)共同決定的，不明確放在a、b點(diǎn)的電荷性質(zhì)，不能比較其電勢(shì)能高低；若

4、a、b兩點(diǎn)不放入電荷，單就電場(chǎng)中的某點(diǎn)，不存在電勢(shì)能問題，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。4.一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1中虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力，則此帶電粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，能量變化情況為()圖1A動(dòng)能減小B電勢(shì)能增加C動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少D重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加解析：選C由帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，粒子帶負(fù)電，帶電粒子從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，合外力做正功，動(dòng)能增加，并且電勢(shì)能的減少量等于重力勢(shì)能和動(dòng)能的增加量，所以只有C正確。5(多選)如圖2所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著

5、一個(gè)帶電荷量為Q的小球P。帶電荷量分別為q和2q的小球M和N，由絕緣細(xì)桿相連，靜止在桌面上。P與M相距L，P、M和N視為點(diǎn)電荷，下列說法正確的是()圖2AM與N的距離大于LBP、M和N在同一直線上C在P產(chǎn)生的電場(chǎng)中，M、N處的電勢(shì)相同DM、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零解析：選BD由于小球M、N及細(xì)桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此M、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)合外力為零，D項(xiàng)正確；整體受到的庫(kù)侖力的合力為零，即kk，解得r(1)L，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于P對(duì)M、N的庫(kù)侖力等大反向，因此P、M、N三者必在一條直線上，B項(xiàng)正確；在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)中，離P點(diǎn)越遠(yuǎn)電勢(shì)越低，C項(xiàng)錯(cuò)誤。6. (多選)(2015海南高考)如圖3所示，

6、兩電荷量分別為Q(Q0)和Q的點(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè)，a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間，b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方，取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。下列說法正確的是()圖3Ab點(diǎn)電勢(shì)為零，電場(chǎng)強(qiáng)度也為零B正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于零，所受電場(chǎng)力方向向右C將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn)，必須克服電場(chǎng)力做功D將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)，后者電勢(shì)能的變化較大解析：選BC因?yàn)榈攘慨惙N電荷在其連線的中垂線上的電場(chǎng)方向?yàn)樗街赶蜇?fù)電荷，所以電場(chǎng)方向與中垂線方向垂直，故中垂線為等勢(shì)線，因?yàn)橹写咕€延伸到無窮遠(yuǎn)處，所以中垂線的電勢(shì)為零，故b點(diǎn)的電勢(shì)為零，但是電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤；等量異種電荷連

7、線上，電場(chǎng)方向由正電荷指向負(fù)電荷，方向水平向右，在中點(diǎn)O處電勢(shì)為零，O點(diǎn)左側(cè)電勢(shì)為正，右側(cè)電勢(shì)為負(fù)，又知道正電荷在正電勢(shì)處電勢(shì)能為正，故B正確；O點(diǎn)的電勢(shì)低于a點(diǎn)的電勢(shì)，將正電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，所以必須克服電場(chǎng)力做功，C正確；O點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)相等，所以先后從O、b點(diǎn)移到a點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相等，電勢(shì)能變化相同，D錯(cuò)誤。7關(guān)于靜電場(chǎng)，下列說法正確的是()A電勢(shì)等于零的物體一定不帶電B電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢(shì)一定為零C同一電場(chǎng)線上的各點(diǎn)，電勢(shì)一定相等D負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能一定增加解析：選D帶電物體的電勢(shì)可以為零，比如接地的導(dǎo)體，可以帶電，取大地電勢(shì)為零，則此導(dǎo)體的電勢(shì)為零，選項(xiàng)

8、A錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)沒有必然的聯(lián)系，場(chǎng)強(qiáng)為零的地方，電勢(shì)可以為零，也可以不為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；順著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)逐漸降低，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；負(fù)電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，選項(xiàng)D正確。8.如圖4所示，P、Q是等量的正點(diǎn)電荷，O是它們連線的中點(diǎn)，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，OAOB，用EA、EB和A、B分別表示A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，則()圖4AEA一定大于EB，A一定大于BBEA不一定大于EB，A一定大于BCEA一定大于EB，A不一定大于BDEA不一定大于EB，A不一定大于B解析：選BP、Q所在空間中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)由這兩個(gè)點(diǎn)電荷共同決定，電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，P、Q兩點(diǎn)電

9、荷在O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，在無限遠(yuǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)也為零，從O點(diǎn)沿PQ垂直平分線向遠(yuǎn)處移動(dòng)，場(chǎng)強(qiáng)先增大，后減小，所以EA不一定大于EB。電勢(shì)是標(biāo)量，由等量同號(hào)電荷的電場(chǎng)線分布圖可知，從O點(diǎn)向遠(yuǎn)處，電勢(shì)是一直降低的，故A一定大于B，所以只有B對(duì)。9. (多選)如圖5所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對(duì)稱，b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是()圖5Ab點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Bb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Ca、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D試探電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能解析：選BC根據(jù)等量異種

10、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的分布特點(diǎn)可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；因?yàn)閍、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對(duì)稱，a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，選項(xiàng)C正確；根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的分布特點(diǎn)，a點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)，所以試探電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10. (多選)一粒子從A點(diǎn)射入電場(chǎng)，從B點(diǎn)射出，電場(chǎng)的等勢(shì)面和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖6所示，圖中左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面彼此平行，不計(jì)粒子的重力。下列說法正確的有()圖6A粒子帶負(fù)電荷B粒子的加速度先不變，后變小C粒子的速度不斷增大D粒子的電勢(shì)能先減小，后增大解析：選AB根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直并指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，

11、可大致畫出電場(chǎng)線的形狀，粒子在電場(chǎng)力的作用下軌跡向下彎曲，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，可以確定電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè)，與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，所以粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A正確；等勢(shì)面先是平行等距，后變得稀疏，則電場(chǎng)強(qiáng)度先不變后變小，粒子受到的電場(chǎng)力先不變后變小，加速度先不變后變小，選項(xiàng)B正確；電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，所以粒子的速度減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場(chǎng)力始終做負(fù)功，由功能關(guān)系可知，粒子的電勢(shì)能始終增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11.在圖7所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電量q4109 C的點(diǎn)電荷由極板上A點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的功為8103 J；由B點(diǎn)移至C點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為1102 J。問A、B、C各點(diǎn)的電勢(shì)分別為多大？圖7解析：由題知，q41

12、09 C，WAB8103 J，WBC1102 J，C點(diǎn)為接地的負(fù)極板上的一點(diǎn)，故C0。對(duì)于B、C兩點(diǎn)，UBC V2.5106 V由UBCBC得B點(diǎn)電勢(shì)BUBCC2.5106 V02.5106 V對(duì)于A、B兩點(diǎn)，UAB V2.0106 V由UABAB得A點(diǎn)電勢(shì)AUABB2.0106 V2.5106 V4.5106 V。答案：A4.5106 VB2.5106 VC012.如圖8所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，它與以正電荷Q為圓心的某圓交于B、C兩點(diǎn)，質(zhì)量為m、帶電量為q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無初速度下滑，已知qQ，ABh，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為。求：圖8(1)小球由A到B的過程中電場(chǎng)力做的功；(2)A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差；(3)若BC2h，求小球到達(dá)C時(shí)的速度大小。解