2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場(chǎng)第4節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)課時(shí)訓(xùn)練含解析新人教版選修3-1

PAGE4-第4節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)基礎(chǔ)訓(xùn)練電勢(shì)凹凸的推斷1.如圖所示,真空中一個(gè)點(diǎn)電荷Q在空間激發(fā)電場(chǎng),在以Q為圓心的同心圓上,分別有A,B,C三點(diǎn)。比較這三點(diǎn)的電勢(shì),有以下幾個(gè)推斷,其中正確的是(B)A.若Q為正電荷,則有A<B<CB.若Q為正電荷,則有A>B>CC.若Q為負(fù)電荷,則有A>B>CD.若Q為負(fù)電荷,則有A=B<C解析:順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,反之電勢(shì)上升,故選項(xiàng)B正確,A,C,D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于電勢(shì)凹凸的推斷,正確的是(D)A.負(fù)電荷從A移到B時(shí),靜電力做正功,A點(diǎn)的電勢(shì)肯定較高B.負(fù)電荷從A移到B時(shí),電勢(shì)能增加,A點(diǎn)的電勢(shì)肯定較低C.正電荷從A移到B時(shí),電勢(shì)能增加,A點(diǎn)的電勢(shì)肯定較高D.正電荷只在靜電力作用下從靜止起先,由A移到B,A點(diǎn)的電勢(shì)肯定較高解析:依據(jù)靜電力做功和電勢(shì)能改變的關(guān)系,不管是正電荷還是負(fù)電荷,只要靜電力做正功,電勢(shì)能就削減;只要靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能就增加。正、負(fù)電荷在電勢(shì)凹凸不同的位置具有的電勢(shì)能不同,正電荷在電勢(shì)高處具有的電勢(shì)能大;負(fù)電荷在電勢(shì)低處具有的電勢(shì)能大。選項(xiàng)A,B,C錯(cuò)誤,D正確。3.(2024·浙江嘉興期中)如圖所示為電場(chǎng)中的三條電場(chǎng)線,A,B,C是其中一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)?，F(xiàn)用EA,EB,EC表示這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,A,B,C表示這三點(diǎn)的電勢(shì),則必有(B)A.EA>EB>EC B.A>B>CC.EA=EB=EC D.A=B=C解析:依據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,電場(chǎng)線越密電場(chǎng)強(qiáng)度越大,所以EC>EB>EA,故A,C錯(cuò)誤;順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,可知A>B>C,故B正確,D錯(cuò)誤。對(duì)靜電力做功與電勢(shì)能改變關(guān)系的理解4.如圖所示,虛線a,b,c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,一正粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線KLMN所示。由圖可知(C)A.粒子從K到L的過(guò)程中,靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能減小B.粒子從L到M的過(guò)程中,靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加C.a>b>cD.a<b<c解析:由等勢(shì)面的分布規(guī)律可知,該電場(chǎng)為點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。由運(yùn)動(dòng)軌跡可知,運(yùn)動(dòng)的正粒子跟場(chǎng)源電荷的相互作用是斥力,所以場(chǎng)源電荷是正電荷。依據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,電場(chǎng)線的分布是發(fā)散狀輻射向外的。正粒子從K到L受靜電力的方向背離圓心,與移動(dòng)方向夾角為鈍角,靜電力做負(fù)功,粒子的電勢(shì)能增加,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從L到M,可看做軌跡與L所在等勢(shì)面的另一交點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M,粒子受到的靜電力與移動(dòng)方向夾角為銳角,靜電力做正功,粒子的電勢(shì)能削減,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;依據(jù)電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向可知選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。5.(2024·浙江杭州選考模擬)如圖為一頭大一頭小的導(dǎo)體四周等勢(shì)面和電場(chǎng)線(帶有箭頭的線為電場(chǎng)線)示意圖,已知兩個(gè)相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)之差相等,則(B)A.a點(diǎn)和d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定相同B.a點(diǎn)的電勢(shì)肯定低于b點(diǎn)的電勢(shì)C.將負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),靜電力做正功D.將正電荷從c點(diǎn)沿虛線移到e點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大解析:a點(diǎn)和d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同,則這兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,故A錯(cuò)誤;沿著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)越來(lái)越低,由圖示可知,a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低,故B正確;由圖示可知,c與d兩點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上,將負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),靜電力不做功,故C錯(cuò)誤;將正電荷從c點(diǎn)沿虛線移到e點(diǎn),靜電力先做負(fù)功,后做正功,因此電荷的電勢(shì)能先增大后減小,故D錯(cuò)誤。6.(2024·浙江寧波北侖中學(xué)期中)圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線,虛線是一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a,b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受靜電力作用,且在a點(diǎn)速度垂直于電場(chǎng)線,則依據(jù)此圖可知①帶電粒子帶正電②帶電粒子在a,b兩點(diǎn)的受力方向豎直向下③帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是一段拋物線④帶電粒子在a點(diǎn)的水平速度等于在b點(diǎn)的水平速度⑤帶電粒子在a點(diǎn)的速度大于在b點(diǎn)的速度以上推斷正確的是(B)A.②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤解析:假設(shè)粒子由a到b運(yùn)動(dòng)。由圖可知,粒子向下偏轉(zhuǎn),則說(shuō)明粒子所受的靜電力方向豎直向下,由于不知電場(chǎng)線方向,故無(wú)法推斷粒子電性,故②正確,①錯(cuò)誤;由圖可知,粒子從a到b的過(guò)程中,受恒定的靜電力,運(yùn)動(dòng)軌跡為一段拋物線,③正確;粒子在水平方向不受力,則水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),即帶電粒子在a點(diǎn)的水平速度等于在b點(diǎn)的水平速度,④正確;粒子從a到b的過(guò)程中,靜電力做正功,說(shuō)明粒子速度增大,故可知b處速度較大,故⑤錯(cuò)誤。故選B。電勢(shì)、電勢(shì)能、等勢(shì)面7.(2024·浙江金華十校模擬)如圖所示為范德格拉夫起電機(jī),直流高壓電源的正電荷通過(guò)電刷E、傳送帶、電刷F,源源不斷地傳到球殼的外表面,并勻稱地分布在球殼的外表面上,從而在球殼和大地間形成高電壓。當(dāng)達(dá)到某穩(wěn)定的高壓時(shí),一個(gè)電子僅在靜電力作用下,從金屬球殼外空間中A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是(A)A.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于B點(diǎn)的電勢(shì)能B.電子在A點(diǎn)的加速度小于B點(diǎn)的加速度C.電子在A點(diǎn)的速度小于B點(diǎn)的速度D.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低解析:由于金屬球殼帶正電,因此A點(diǎn)電勢(shì)高,電場(chǎng)強(qiáng)度大,所以電子在A點(diǎn)電勢(shì)能小,選項(xiàng)A正確,D錯(cuò)誤;由于A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大,所以電子在A處的加速度大,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電子在僅有靜電力作用下,由靜止從A點(diǎn)加速向B運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。8.(2024·浙江“超級(jí)全能生”聯(lián)考)如圖所示為等量點(diǎn)電荷四周的電場(chǎng)線分布圖,A,B,O位于兩點(diǎn)電荷連線上,其中O為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),C,D是連線的中垂線上的兩點(diǎn)。關(guān)于各點(diǎn)的電場(chǎng)性質(zhì)的描述,下列說(shuō)法正確的是(C)A.A,B,O三點(diǎn)的電勢(shì)大小相等B.O,C,D三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等C.若將帶正電的摸索電荷q從C點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢(shì)能減小D.若將帶負(fù)電的摸索電荷q從A點(diǎn)移到D點(diǎn),靜電力做負(fù)功解析:沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,則O>B>A,A錯(cuò)誤;由電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,電場(chǎng)線越稀疏,電場(chǎng)強(qiáng)度越小可知,B錯(cuò)誤;等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線為等勢(shì)線,將正摸索電荷從C點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),即從高電勢(shì)到低電勢(shì),靜電力做正功,電勢(shì)能減小,C正確;負(fù)摸索電荷從A點(diǎn)移到D點(diǎn),靜電力做正功,D錯(cuò)誤.實(shí)力提升9.如圖所示,一帶電粒子在電場(chǎng)中沿曲線AB運(yùn)動(dòng),從B點(diǎn)穿出電場(chǎng),a,b,c,d為該電場(chǎng)中的等勢(shì)面,這些等勢(shì)面都是相互平行的豎直平面,不計(jì)粒子所受重力,則(D)A.該粒子肯定帶負(fù)電B.此電場(chǎng)不肯定是勻強(qiáng)電場(chǎng)C.該電場(chǎng)的電場(chǎng)線方向肯定水平向左D.粒子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能不斷削減解析:由于不能確定電場(chǎng)線方向,故不能確定粒子所帶電性,選項(xiàng)A,C錯(cuò)誤;等勢(shì)面相互平行,故肯定是勻強(qiáng)電場(chǎng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;粒子所受靜電力肯定沿電場(chǎng)線指向軌跡凹側(cè),而電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直,由此可確定靜電力肯定做負(fù)功,故動(dòng)能不斷削減,選項(xiàng)D正確。10.(2024·浙江金麗衢十二校聯(lián)考)將一原來(lái)不帶電的半徑為R的金屬放入電荷量為+Q的小球的電場(chǎng)中,由于金屬球?qū)﹄妶?chǎng)的影響,最終所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示。設(shè)兩球球心間的距離為3R,金屬球表面的電勢(shì)到處相等,a,b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn),則(D)A.金屬球?qū)ж?fù)電B.金屬球和小球間的庫(kù)侖力為引力,其大小為F=kQC.檢驗(yàn)電荷-q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大D.將一電子從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中,靜電力做負(fù)功