2021-2022高中物理3-1作業(yè)：1.4 電勢能和電勢

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE11-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)分層作業(yè)（四）（時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分，共36分)1．(多選）下列關(guān)于電勢高低的判斷，正確的是（）A．負(fù)電荷從A移到B時(shí),靜電力做正功,A點(diǎn)的電勢一定較高B．負(fù)電荷從A移到B時(shí)，電勢能增加,A點(diǎn)的電勢一定較低C．正電荷從A移到B時(shí)，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢一定較低D．正電荷只在靜電力作用下由靜止開始從A移到B，A點(diǎn)的電勢一定較高CD[根據(jù)靜電力做功和電勢能變化的關(guān)系，不管是正電荷還是負(fù)電荷，只要靜電力做正功，電勢能就減少,只要靜電力做負(fù)功，電勢能就增加；正、負(fù)電荷在電勢高低不同的位置具有的電勢能不同，正電荷在電勢高處具有的電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處具有的電勢能大,選項(xiàng)C、D正確。］2．在點(diǎn)電荷Q形成的電場中有一點(diǎn)A，當(dāng)一個－q的試探電荷從電場的無限遠(yuǎn)處被移到電場中的A點(diǎn)時(shí),電場力做的功為W，則試探電荷在A點(diǎn)的電勢能及電場中A點(diǎn)的電勢分別為()A．EpA＝－W，φA＝eq\f（W,q)B．EpA＝W，φA＝－eq\f(W,q）C．EpA＝W,φA＝eq\f（W，q)D．EpA＝－W，φA＝－eq\f（W,q)A[由W＝－EpA，可得：EpA＝－W,由φ＝eq\f（Ep,q)得：φA＝eq\f(EpA，qA)＝eq\f（－W,－q）＝eq\f（W，q)。故只有A正確。]3。(多選)如圖所示,曲線表示一簇關(guān)于x軸對稱的等勢面，在x軸上有A、B兩點(diǎn),則()A．A點(diǎn)場強(qiáng)小于B點(diǎn)場強(qiáng)B．A點(diǎn)場強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向C．A點(diǎn)場強(qiáng)大于B點(diǎn)場強(qiáng)D．A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢AD［由于電場線與等勢面垂直,所以B點(diǎn)處的電場線比A點(diǎn)處的密，B點(diǎn)場強(qiáng)大于A點(diǎn)場強(qiáng)，故A正確,C錯誤；電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,故B錯誤；由沿電場線方向電勢降低可知，D正確.］4．帶有等量異種電荷的一對平行金屬板，如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大，即使在兩極板之間，它的電場線也不是彼此平行的直線，而是如圖所示的曲線(電場的方向未畫出）。在圖中，若上極板帶正電，虛線MN是穿過兩板正中央的一條直線,則關(guān)于這個電場，以下說法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)小于b點(diǎn)的場強(qiáng)B．b點(diǎn)的電勢低于c點(diǎn)的電勢C．平行金屬板之間的電場，可以看作勻強(qiáng)電場D．若將一正電荷從電場中的任一點(diǎn)由靜止釋放，它必將沿電場線運(yùn)動到負(fù)極板B[由電場線疏密可知,a點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng),選項(xiàng)A錯誤；由于φb＝φd，而φc>φd,所以φc〉φb，選項(xiàng)B正確；由于電場線不是平行等間距直線，所以平行金屬板間電場不能看作勻強(qiáng)電場，選項(xiàng)C錯誤；由于有的電場線不是直線，所以電荷不一定沿電場線運(yùn)動，選項(xiàng)D錯誤。］5．(多選)如圖甲所示，AB是電場中的一條直線，電子以某一初速度從A點(diǎn)出發(fā)，僅在電場力作用下沿AB運(yùn)動到B點(diǎn),其v.t圖象如圖乙所示。關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度EA、EB和電勢φA、φB的關(guān)系，下列判斷正確的是(）甲乙A．EA〉EB B．EA〈EBC．φA〉φB D．φA〈φBAC［由v.t圖象可知：電子做的是加速度越來越小的變減速運(yùn)動，電子受到的電場力就是其所受的合外力,即電場力越來越小,由F＝Eq可知,電場強(qiáng)度越來越小,即EA〉EB，A選項(xiàng)正確;由于電子帶負(fù)電，其所受的電場力方向與場強(qiáng)方向相反，則電場強(qiáng)度的方向應(yīng)為由A指向B，由沿電場線方向電勢越來越低，可得φA〉φB,C選項(xiàng)正確.]6.(多選）將一電荷量為＋Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場線分布如圖所示，金屬球表面的電勢處處相等。a、b為電場中的兩點(diǎn)，則（)A．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高C．檢驗(yàn)電荷－q在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大D．將檢驗(yàn)電荷－q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功ABD［由題圖可知，a處電場線比b處密，所以Ea〉Eb，選項(xiàng)A正確;沿著電場線的方向電勢不斷降低，a點(diǎn)電勢高于不帶電金屬球的電勢，不帶電金屬球的電勢高于b點(diǎn)電勢，所以φa〉φb，選項(xiàng)B正確;負(fù)電荷在高電勢點(diǎn)的電勢能小，選項(xiàng)C錯誤;檢驗(yàn)電荷－q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí),電勢能增大，故電場力做負(fù)功,選項(xiàng)D正確.］二、非選擇題(14分)7．將帶電荷量q1＝＋1.0×10－8C的點(diǎn)電荷，從無限遠(yuǎn)處移到勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn)，需克服電場力做功2。0×10－6J,q1在P點(diǎn)受到的電場力是2.0×10－5(1）P點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向；（2）電荷的電勢能在移動過程中如何變化？電荷在P點(diǎn)的電勢能是多少？[解析］(1）E＝eq\f（F,q1)＝eq\f（2.0×10－5，1。0×10－8）N/C＝2000N/C，方向向右。（2)無窮遠(yuǎn)處電勢能為零,電荷在由無窮遠(yuǎn)處移到該點(diǎn)過程中電場力做負(fù)功，電勢能增加，在P點(diǎn)的電勢能等于該過程中克服電場力做的功Ep＝WP∞＝2。0×10－6J.［答案］(1）2000N/C向右(2）增加2。0×10－6J一、選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分）1。如圖所示，Q是帶正電的點(diǎn)電荷，P1、P2為其產(chǎn)生的電場中的兩點(diǎn),若E1、E2分別為P1和P2兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小，φ1、φ2分別為P1和P2兩點(diǎn)的電勢,則()A．E1>E2，φ1>φ2 B．E1〉E2,φ1<φ2C．E1〈E2,φ1>φ2 D．E1〈E2，φ1〈φ2A［由正電荷周圍電場線的特點(diǎn)可知E1>E2，沿電場線方向電勢逐漸降低，可知φ1〉φ2，選項(xiàng)A正確。］2．在如圖所示的四個電場中，均有相互對稱分布的a、b兩點(diǎn),其中a、b兩點(diǎn)電勢和場強(qiáng)都相同的是（）ABCDC［因?yàn)殡妱菔菢?biāo)量，并且a、b在題中的四個電場中具有對稱性,故四個電場中a、b兩點(diǎn)的電勢都是相等的，而電場強(qiáng)度是矢量，A圖中兩對稱點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反;B圖中兩個場強(qiáng)疊加后，a點(diǎn)的場強(qiáng)方向斜向右上方，b點(diǎn)的場強(qiáng)方向斜向右下方;C圖中兩對稱點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向都是水平向右；D圖中a點(diǎn)的場強(qiáng)方向向上，b點(diǎn)的場強(qiáng)方向向下,因此只有選項(xiàng)C正確。］3．如圖所示，在真空中有兩個帶相等電荷量的正電荷q1和q2，它們分別固定在A、B兩點(diǎn),CD為A、B連線的中垂線.現(xiàn)將正電荷q3由C沿CD移至無限遠(yuǎn)處，在此過程中()A．q3的電勢能逐漸增加B．q3的電勢能先逐漸增加,后逐漸減少C．q3受到的靜電力逐漸減小D．q3受到的靜電力先逐漸增大，后逐漸減小D[CD線上各點(diǎn)場強(qiáng)方向均為C→D，場強(qiáng)大小先逐漸增大，再逐漸減小，所受靜電力先逐漸增大，再逐漸減小，選項(xiàng)C錯誤,選項(xiàng)D正確；靜電力一直對電荷q3做正功，電勢能逐漸減小,選項(xiàng)A、B錯誤。］4．如圖所示，有四個等量異種電荷,放在正方形的四個頂點(diǎn)處。A、B、C、D為正方形四個邊的中點(diǎn)，O為正方形的中心，下列說法中正確的是（）A．A、B、C、D四個點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B．O點(diǎn)電場強(qiáng)度等于零C．將一帶正電的試探電荷勻速從B點(diǎn)沿直線移動到D點(diǎn)，電場力做功為零D．將一帶正電的試探電荷勻速從A點(diǎn)沿直線移動到C點(diǎn),試探電荷具有的電勢能增大C［由點(diǎn)電荷電場疊加規(guī)律以及對稱關(guān)系可知，A、C兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同，B、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同,選項(xiàng)A錯誤；O點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向水平向右,不為0，選項(xiàng)B錯誤；由電場分布和對稱關(guān)系可知，將一帶正電的試探電荷勻速從B點(diǎn)沿直線移動到D點(diǎn)，電場力做功為零；將一帶正電的試探電荷勻速從A點(diǎn)沿直線移動到C點(diǎn)，電場力做正功，試探電荷具有的電勢能減小,選項(xiàng)C正確，D錯誤。］二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．（12分)如圖所示，在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)有一個質(zhì)量m＝2.0×10－3kg、電荷量q＝2。0×10－6C的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，從O點(diǎn)開始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為s＝6。0t－10t2，式中s的單位為m，t的單位為s。不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小和方向；(2)帶電物體在0～0。5s內(nèi)電勢能的變化量。[解析］（1）由位移隨時(shí)間的變化規(guī)律s＝6.0t－10t2知，物體的初速度為v0＝6m/s,加速度為a＝－20m/s2，由牛頓第二定律得qE＝ma,解得E＝2×104N/C,由于物體帶正電且電場力方向向左，所以電場強(qiáng)度方向水平向左。（2）由運(yùn)動學(xué)公式知0。5s末的速度為v1＝v0＋at＝6m/s－20×0。5m/s＝－4m/s，由功能關(guān)系知,帶電物體在0～0。5s內(nèi)電勢能的增加量為ΔE＝－eq\f(1,2）m(veq\o\al(2，1）－veq\o\al(2,0））＝2×10－2J。[答案］(1)2×104N/C水平向左(2）2×10－2J6．（14分)如圖所示,在豎直平面內(nèi),光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點(diǎn)，在圓心處有一固定的正點(diǎn)電荷，B點(diǎn)為AC的中點(diǎn),C點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn).現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為－q、套在桿上的帶負(fù)電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止開始沿桿下滑。已知重力加速度為g，A點(diǎn)距過C點(diǎn)的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為2eq\r(gR)。求:（1)小球滑至C點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)若以C點(diǎn)作為參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn)）,試確定A點(diǎn)的電勢。[解析］（1)因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢相等，故小球從B到C的過程中電場力做的總功為零，由幾何關(guān)系可得BC的豎直高度hBC＝eq\f（3R，2）根據(jù)動能定理有mg×eq\f（3R，2)＝eq\f