第2章　電勢能與電勢差 習題課 電場能的性質的理解與應用

第2章電勢能與電勢差習題課電場能的性質的理解與應用一、選擇題要求：從下列各題的四個選項中，選擇一個正確的答案，并將相應的字母填寫在題后的括號內。1.一個點電荷在電場中某點的電勢能為5eV，若將此點電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)?3eV，則這兩點間的電勢差為（）。A.8VB.-8VC.13VD.-13V2.一個正電荷從電場中一點移到另一點，電勢能增加10J，則此過程中電場力做功為（）。A.-10JB.10JC.20JD.-20J3.一個負電荷在電場中某點的電勢能為-5eV，若將此負電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)?10eV，則這兩點間的電勢差為（）。A.-5VB.5VC.-10VD.10V4.一個電荷在電場中某點的電勢能為0，若將此電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)?5eV，則這兩點間的電勢差為（）。A.5VB.-5VC.10VD.-10V5.一個點電荷在電場中某點的電勢能為3eV，若將此點電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)?1eV，則這兩點間的電勢差為（）。A.4VB.-4VC.2VD.-2V二、填空題要求：在下列各題的橫線上填入正確的答案。6.電勢能是指電荷在電場中由于位置的變化而具有的能量，它的大小等于電荷所受電場力的（）與電荷移動的距離的乘積。7.電勢能的單位是（）。8.電勢差是指電場中兩點間電勢的（）。9.電勢差的單位是（）。10.在電場中，電勢能越大的點，電荷所受的電場力（）。三、計算題要求：計算下列各題。11.一個點電荷q在電場中某點的電勢能為E1，若將此點電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)镋2，求這兩點間的電勢差U。12.一個電荷q在電場中某點的電勢能為E1，若將此電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)镋2，求這兩點間的電勢差U。13.一個正電荷q在電場中某點的電勢能為E1，若將此正電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)镋2，求這兩點間的電勢差U。14.一個負電荷q在電場中某點的電勢能為E1，若將此負電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)镋2，求這兩點間的電勢差U。15.一個電荷q在電場中某點的電勢能為E1，若將此電荷移到電場中另一點，電勢能變?yōu)镋2，求這兩點間的電勢差U。四、應用題要求：根據(jù)所學知識，分析并解答下列問題。16.一個電容器由兩個正對的金板構成，當電容器充滿電荷后，將一個帶正電的小球移到電容器的一個金板上，請分析小球所受的電場力以及電勢能的變化。17.在勻強電場中，一個電荷從電場中的A點移動到B點，電勢能減少了20J，求AB兩點間的電勢差。18.一個電場中，有一個正電荷從電勢為5V的點移動到電勢為-2V的點，求這個過程中電場力所做的功。19.在一個電場中，有一個負電荷從電勢為-10V的點移動到電勢為0V的點，求這個過程中電場力所做的功。20.一個電容器在充電過程中，兩板間電勢差從0V增加到10V，若電容器的電容為20μF，求充電過程中電容器所存儲的電荷量。五、簡答題要求：簡要回答下列問題。21.簡述電勢能的定義及其與電場力的關系。22.簡述電勢差的定義及其與電場強度的關系。23.簡述電容器在充電和放電過程中的能量變化。24.簡述電場中電勢能和電勢的關系。25.簡述電場力做功與電勢能變化的關系。六、論述題要求：論述下列問題。26.論述電場能的性質及其在生活中的應用。27.論述電容器在電路中的作用及其與電場能的關系。28.論述電場能與其他形式能量之間的轉換。29.論述電場能的性質在科學研究中的應用。30.論述電場能的性質在工程技術中的應用。本次試卷答案如下：一、選擇題1.B解析：電勢差U等于電勢能的增量ΔE除以電荷量q，即U=ΔE/q。這里ΔE=-3eV-5eV=-8eV，q為點電荷的電量，因為未給出具體數(shù)值，所以無法計算具體數(shù)值，但方向為負，所以選擇B。2.A解析：電勢能的增加意味著電場力做負功，所以電場力做功W=-ΔE，這里ΔE=10J，所以W=-10J。3.D解析：電勢差U等于電勢能的增量ΔE除以電荷量q，這里ΔE=-10eV-(-5eV)=-5eV，因為電荷為負電荷，所以電勢差為正，U=-ΔE/q，所以U=5V。4.B解析：電勢差U等于電勢能的增量ΔE除以電荷量q，這里ΔE=-5eV-0V=-5eV，因為電荷為正電荷，所以電勢差為負，U=-ΔE/q，所以U=-5V。5.B解析：電勢差U等于電勢能的增量ΔE除以電荷量q，這里ΔE=-1eV-3eV=-4eV，因為電荷為正電荷，所以電勢差為負，U=-ΔE/q，所以U=-4V。二、填空題6.力解析：電勢能E_p=F*d，其中F是電場力，d是電荷移動的距離。7.焦耳（J）解析：電勢能的單位是能量的單位，國際單位制中能量的單位是焦耳。8.差解析：電勢差是兩點間電勢的差值。9.伏特（V）解析：電勢差的單位是伏特，是電勢能差除以電荷量的單位。10.越大解析：在電場中，電勢能越大的點，電荷所受的電場力越大，因為電場力與電勢能的變化方向相反。三、計算題11.U=(E2-E1)/q解析：根據(jù)電勢差的定義，U=ΔE/q，其中ΔE=E2-E1。12.U=(E2-E1)/q解析：同上題，根據(jù)電勢差的定義計算。13.U=(E2-E1)/q解析：同上題，根據(jù)電勢差的定義計算。14.U=(E2-E1)/q解析：同上題，根據(jù)電勢差的定義計算。15.U=(E2-E1)/q解析：同上題，根據(jù)電勢差的定義計算。四、應用題16.小球所受的電場力為F=qE，電勢能增加，因為小球被吸引到電勢較低的金板上。17.U=W/q=-ΔE/q=-20J/q18.W=qΔV=q(5V-(-2V))=7qJ19.W=qΔV=q(-10V-0V)=-10qJ20.Q=CΔV=20μF*10V=200μC五、簡答題21.電勢能是電荷在電場中由于其位置而具有的能量，它與電場力成正比。22.電勢差是電場中兩點間電勢的差值，它與電場強度成正比。23.電容器在充電過程中，電勢能增加，而在放電過程中，電勢能減少。24.電勢能是電勢的函數(shù)，它與電勢的絕對值無關。25.電場力做功與電勢能的變化量成正比，且方向相反。六、論述題26.電場能的性質包括電場力做功、電勢能的存儲和釋放等，在生