高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng) 微課

4．電勢(shì)能和電勢(shì)(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中分冊(cè)裝訂！)1.電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示，電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，電勢(shì)分別為φa和φb，則()A．Ea＞Eb，φa＞φb B．Ea＞Eb，φa＜φbC．Ea＜Eb，φa＞φb D．Ea＜Eb，φa＜φb解析：電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，得Ea＜Eb，所以A、B錯(cuò)誤．沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低，所以C正確，D錯(cuò)誤．答案：C2．關(guān)于等勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的是()A．電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)，由于不受電場(chǎng)力作用，所以說(shuō)電場(chǎng)力不做功B．在同一個(gè)等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等C．兩個(gè)不等電勢(shì)的等勢(shì)面可能相交D．若相鄰兩等勢(shì)面的電勢(shì)差相等，則等勢(shì)面的疏密程度能反映場(chǎng)強(qiáng)的大小解析：等勢(shì)面由電勢(shì)相等的點(diǎn)組成，等勢(shì)面附近的電場(chǎng)線(xiàn)跟等勢(shì)面垂直，因此電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力不做功，但并不是不受電場(chǎng)力的作用，A錯(cuò)．等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不一定相等，等勢(shì)面不可能相交，B、C錯(cuò)．等差等勢(shì)面的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，D對(duì)．答案：D3．在電場(chǎng)中，把電荷量為4×10－9C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服靜電力做功6×10－8J，A．電荷在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能是6×10－8JB．B點(diǎn)的電勢(shì)是15VC．電荷的電勢(shì)能增加了6×10－8JD．電荷的電勢(shì)能減少了6×10－8J解析：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能具有相對(duì)性，只有確定零勢(shì)能點(diǎn)，B點(diǎn)的電勢(shì)、電勢(shì)能才有確定的值，所以A、B錯(cuò)．克服靜電力做功6×10－8J，則電勢(shì)能增加了6×10－8J，所以C對(duì)D錯(cuò)．答案：C4．在如圖所示的四個(gè)電場(chǎng)中，均有相互對(duì)稱(chēng)分布的a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相同的是()解析：本題考查電場(chǎng)的疊加．因?yàn)殡妱?shì)是標(biāo)量，并在題中的四個(gè)電場(chǎng)中具有對(duì)稱(chēng)性，故四個(gè)電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)都是相等的；而電場(chǎng)強(qiáng)度則是矢量，所以A圖中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等方向相反；B圖中疊加后a點(diǎn)斜向右上方，b點(diǎn)斜向右下方；C圖中疊加后都是水平向右；D圖中疊加后a點(diǎn)向上，b點(diǎn)向下．因此只有選項(xiàng)C正確．答案：C5.三個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示，圖中a、b兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb，電勢(shì)分別為φa、φb，則()A．Ea>Eb，φa>φbB．Ea<Eb，φa<φbC．Ea>Eb，φa<φbD．Ea<Eb，φa>φb解析：由圖可以看出a處電場(chǎng)線(xiàn)更密，所以Ea>Eb，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，a處的電勢(shì)應(yīng)與右側(cè)負(fù)電荷附近對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的電勢(shì)相等，再根據(jù)沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低可以判定φb>φa.故C項(xiàng)正確．答案：C6．在靜電場(chǎng)中，將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做了負(fù)功，則()A．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大B．電場(chǎng)線(xiàn)方向一定從b指向aC．b點(diǎn)的電勢(shì)一定比a點(diǎn)高D．該電荷的動(dòng)能一定減小解析：電場(chǎng)力做負(fù)功，該電荷電勢(shì)能增加．正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能較大，C正確．電場(chǎng)力做負(fù)功，同時(shí)電荷可能還受其他力作用，總功不一定為負(fù)．由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能不一定減小，D錯(cuò)．電勢(shì)高低與場(chǎng)強(qiáng)大小無(wú)必然聯(lián)系，A錯(cuò)．b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，但a、b可能不在同一條電場(chǎng)線(xiàn)上，B錯(cuò)．答案：C7.兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線(xiàn)所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開(kāi)電場(chǎng)，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中()A．做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大B．做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C．做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大D．做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小解析：帶負(fù)電的粒子以速度v進(jìn)入電場(chǎng)后，電場(chǎng)力的方向與v的方向不在一條直線(xiàn)上，故帶負(fù)電的粒子做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，先由低電勢(shì)面運(yùn)動(dòng)到高電勢(shì)面，然后由高電勢(shì)面運(yùn)動(dòng)到低電勢(shì)面，所以電勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤．答案：C8．如圖甲所示，Q1、Q2為兩個(gè)固定點(diǎn)電荷，其中Q1帶正電，它們連線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)上有a、b兩點(diǎn)．一正試探電荷以一定的初速度沿直線(xiàn)從b點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)a點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖乙所示．則()A．Q2帶正電B．Q2帶負(fù)電C．試探電荷從b到a的過(guò)程中電勢(shì)能增大D．試探電荷從b到a的過(guò)程中電勢(shì)能減小解析：逐項(xiàng)分析如下：選項(xiàng)診斷結(jié)論A由v－t圖，v↓，故試探電荷受向左的庫(kù)侖力，因此Q2帶負(fù)電×B同選項(xiàng)A√C由于靜電力(庫(kù)侖力)做負(fù)功，其電勢(shì)能增大√D同選項(xiàng)C×答案：BC9.如圖所示，實(shí)線(xiàn)為不知方向的3條電場(chǎng)線(xiàn)，從電場(chǎng)中M點(diǎn)以相同速度垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線(xiàn)所示．則()A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加D．兩個(gè)粒子的動(dòng)能，一個(gè)增加一個(gè)減小解析：設(shè)電場(chǎng)線(xiàn)為正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)，則由軌跡可判定a帶正電，b帶負(fù)電；若電場(chǎng)線(xiàn)為負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)，則a帶負(fù)電，b帶正電，A錯(cuò)．由粒子的偏轉(zhuǎn)軌跡可知電場(chǎng)力對(duì)a、b均做正功，動(dòng)能增加，B、D錯(cuò)；但由電場(chǎng)線(xiàn)的疏密可判定，a受電場(chǎng)力逐漸減小，加速度減小，b正好相反，故選項(xiàng)C正確．答案：C10．如圖所示，在x軸上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷＋Q、－Q，虛線(xiàn)是以＋Q所在點(diǎn)為圓心、eq\f(L,2)為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)在x軸上，b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)．下列判斷正確的是()A．b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同B．四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低C．b、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同D．將一試探電荷＋q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，＋q的電勢(shì)能減小解析：根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線(xiàn)及等勢(shì)線(xiàn)的分布可知b、d兩點(diǎn)電勢(shì)相同，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向不同，選項(xiàng)A對(duì)，C錯(cuò)．c點(diǎn)電勢(shì)為0，由a經(jīng)b到c，電勢(shì)越來(lái)越低，正電荷由a經(jīng)b到c電勢(shì)能越來(lái)越小，選項(xiàng)B、D對(duì)．答案：ABD11.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線(xiàn)與AC平行，把10－8C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功6×10－8J，AB長(zhǎng)6cm，AB(1)求場(chǎng)強(qiáng)方向；(2)設(shè)B處電勢(shì)為1V，則A處電勢(shì)為多少？電子在A處電勢(shì)能為多少？解析：(1)將負(fù)電荷從A移至B，靜電力做正功，所以所受靜電力方向沿A至C.又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷受力方向相反，所以場(chǎng)強(qiáng)方向由C指向A.(2)由WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)可知φA＝eq\f(WAB,q)＋φB＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6×10－8,－10－8)＋1))V＝－5V電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能EpA＝qφA＝(－e)×(－5V)＝5eV答案：(1)由C指向A(2)－5V5eV12.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(kāi)始沿桿下滑．已知重力加速度為g，A點(diǎn)距過(guò)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(shì)點(diǎn))，試確定A點(diǎn)的電勢(shì)．解析：(1)因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故小球從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)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(dòng)能定理有mg×eq\f(3R,2)＝eq\f(mv\o\al(2,C),2)－eq\f(mv\o\al(2,B),2)解得vC＝eq\r(