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电场能量的性质复习
电场能量的性质复习
一.电势能与电势
1.位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内的电势
分布如图1所示,图中实线表示等势线,则( )
A.a点和b点的电场强度相同
B.正电荷从c点移到d点,静电力做正功
C.负电荷从a点移到c点,静电力做正功图1
D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点,电势能先减小后增大
2.下列说法中正确的是( )
A.沿电场线的方向,电场强度一定越来越小
B.沿电场线的方向,电势一定越来越低
C.沿电场线方向移动电荷,电势能逐渐减小
D.在静电力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动
3.下列四个图中,a、b两点电势相等、电场强度也相等的是( )
4.如图2所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是( )
A.电势φA>φB,场强EA>EB
B.电势φA>φB,场强EA<EB
C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,静电力做正功,电势
能减少图2
D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能EpA>EpB
5.如图3所示,某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上
两点.下列说法正确的是( )
A.M点电势一定高于N点电势
B.M点场强一定大于N点场强
C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功
6.下列说法正确的是( )
A.将电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加
B.将正电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加
C.将负电荷由电势高的地方移到电势低的地方,电势能一定增加
D.无论是正电荷还是负电荷,静电力做负功时电势能一定增加
7.如图4所示,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有A、
B两点,则( )
A.A点场强小于B点场强
B.A点场强方向指向x轴负方向
C.A点场强大于B点场强
D.A点电势高于B点电势
8.如图5甲所示,AB是电场中的一条直线,电子以某一初速度从A点出发,仅在静
电力作用下沿AB运动到B点,其v-t图象如图乙所示.关于A、B两点的电场强
度EA、EB和电势φA、φB的关系,下列判断正确的是( )
A.EA>EB
B.EA<EB
C.φA>φB
D.φA<φB
9.如图6所示,两个等量的正点电荷分别置于P、Q两位置,在P、
Q连线的垂直平分线上有M、N两点,另有一试探电荷q,则( )
A.若q是正电荷,q在N点的电势能比在M点的电势能大
B.若q是负电荷,q在M点的电势能比在N点的电势能大图6
C.无论q是正电荷,还是负电荷,q在M、N两点的电势能都一样大
D.无论q是正电荷还是负电荷,q在M点的电势能都比在N点的电势能小
10.如图7所示匀强电场E的区域内,在O点处放置一点电荷+Q.a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面与电场垂直,则下列说法中正确的是( )
A.b、d两点的电场强度相同B.a点的电势等于f点的电势
C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,静电力一定做功
D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,从a点移动到c点电势能的变化量一定最大
11.图8中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线.两
粒子M、N质量相等,所带电荷量的绝对值也相等.现将M、N
从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹
分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点.已
知O点电势高于c点电势.若不计重力,则( )
A.M带负电,N带正电图8
B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C.N在从O点运动至a点的过程中克服静电力做功
D.M在从O点运动至b点的过程中,静电力对它做的功等于零
12.如图9所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处为一个点电
荷.现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相
等的带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N,M、N两点都位于
圆周c上,以下判断正确的是( )
A.两粒子带同号电荷图9
B.两粒子带异号电荷
C.到达M、N时两粒子速率仍相等
D.到达M、N时两粒子速率不相等
13.如图10所示,a、b、c分别表示点电荷在电场中的三个等势面,
它们的电势分别为φ、
、
.一带电粒子从等势面a上某处由静
止释放,仅受到静电力的作用而运动,已知它经过等势面b时的
速度为v,求它经过等势面c时的速度大小.图10
14.(2012·天津·5)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图11中虚线所示,
一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后
离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中( )
A.做直线运动,电势能先变小后变大
B.做直线运动,电势能先变大后变小
C.做曲线运动,电势能先变小后变大
D.做曲线运动,电势能先变大后变小
二.电势差
1.下列关于电场的描述,正确的是( )
A.电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关
B.电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关
C.同一点电荷处于电场中的不同位置时,具有的电势能越大,说明那一点的电势越高
D.同一点电荷在电场中任意两点间移动时,只要静电力做的功相同,那么两点间的电势差一定相同
2.在点电荷Q形成的电场中有一点A,当一个-q的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,静电力做的功为W,则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为( )
A.EpA=-W,φA=
B.EpA=W,φA=-
C.EpA=W,φA=
D.EpA=-W,φA=-
3.对于电场中A、B两点,下列说法正确的是( )
A.电势差的定义式UAB=WAB/q,说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比
B.A、B两点间的电势差等于将电荷从A点移到B点静电力所做的功
C.将1C电荷从A点移到B点,静电力做1J的功,这两点间的电势差为1V
D.电荷由A点移到B点的过程中,除受静电力外,若还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功
4.在静电场中,一个电子由a点移到b点时静电力做功为5eV(1eV=1.6×10-19J),则以下说法中正确的是( )
A.电场强度的方向一定由b沿直线指向aB.a、b两点间电势差Uab=5V
C.电子的电势能减少5eVD.电子的电势能减少5J
5.如图1所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心的某同心圆弧上,将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时,静电力做
功大小比较( )
A.WAB>WACB.WAD>WAB
C.WAC=WADD.WAB=WAC
6.一电子飞经电场中A、B两点,电子在A点时电势能为4.8×10-17J,动能为3.2×
10-17J,电子经过B点时电势能为3.2×10-17J,如果电子只受静电力作用,则( )
A.电子在B点时动能为4.8×10-17J
B.由A点到B点静电力做功为100eV
C.电子在B点时动能为1.6×10-17J
D.A、B两点间的电势差为100V
7.空间存在匀强电场,有一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场,运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量为-q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场,运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响,则( )
A.在O、A、B三点中,B点电势最高
B.在O、A、B三点中,A点电势最高
C.OA间的电势差比BO间的电势差大
D.OA间的电势差比BA间的电势差小
8.如图2所示,实线为电场线,虚线为等势线,且MN=NP,电场中的M、N、P三
点的电场强度分别为EM、EN、EP,电势分别为φM、φN、φP,MN、NP间的电势差
分别为UMN、UNP,则下列关系中正确的有( )
A.φM>φN>φPB.EP>EN>EM
C.UMN<UNPD.UMN=UNP
9.如图3所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒
子到达b点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度
差为h,则( )
A.带电粒子带负电
B.a、b两点间的电势差Uab=
C.b点场强大于a点场强
D.a点场强大于b点场强
10.如图4所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线),
两相邻等势线间的电势差为4V,有一个带电荷量为q=1.0×
10-8C的负电荷从A点沿不规则曲线移到B点,静电力做功为
________J.
图4
11.如图5所示,电场中某一电场线为一直线,线上有A、B、C三个点,电荷q1=10-8C,从B点移到A点时静电力做了
10-7J的功;电荷q2=-10-8C,在B点的电势能比在C点图5
时大10-7J,那么:
(1)比较A、B、C三点的电势高低,由高到低的排序是______________;
(2)A、C两点间的电势差是________V;
(3)若设B点的电势为零,电荷q2在A点的电势能是____________J.
12.如图6所示,三条曲线表示三条等势线,其电势φC=0,φA=φB
=10V,φD=-30V,将电荷量q=1.2×10-6C的电荷在该电场
中移动.
(1)把这个电荷从C移到D,静电力做功多少?
(2)把这个电荷从D移到B再移到A,电势能变化多少?
图6
13.已知将电荷量为2.0×10-7C的正点电荷从电场中的M点移到N点时,静电力做功
为5.0×10-5J,将此点电荷从N点移到无限远处时,静电力做功为1.5×10-5J,
则M点的电势为多大?
N点的电势为多大?
14.如图7所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,
其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成60°角,一个电荷量为
q=4×10-8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1=
1.2×10-7J,从b点移到c点时静电力做功为W2=1.44×10-7J.求:
图7
(1)匀强电场的场强E;
(2)a、c两点间的电势差Uac.
三.电势差与电场强度的关系
1.下列公式中,F、q、E、U、r和d分别表示静电力、电荷量、场强、电势差及距离,
①F=k
,②E=k
,③E=
,④U=Ed,以下说法中正确的是( )
A.它们都只对点电荷或点电荷的电场成立
B.①②③只对点电荷或点电荷电场成立,④对任何电场都成立
C.①②只对点电荷成立,③对任何电场都成立,④只对匀强电场成立
D.①②只对点电荷成立,③④对任何电场都成立
2.在一个匀强电场中有a、b两点,相距为d,电场强度为E,把一个电荷量为q的负电荷由a移到b点时,静电力对电荷做正功W,以下说法正确的是( )
A.a点电势比b点电势低
B.a、b两点电势差大小为U=Ed
C.a、b两点电势差大小为U=
D.该电荷在b点电势能较a点大
3.在水深超过200m的深海,光线极少,能见度极低,有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出的生物电获取食物、威胁敌害、保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度达到104N/C,可击昏敌害.则身长50cm的电鳗,在放电时产生的瞬间电压可达( )
A.50VB.500VC.5000VD.50000V
4.如图1所示是匀强电场中的一组等势面,每两个相邻等势面间
的距离都是25cm,由此可确定电场强度的方向及大小为( )
A.竖直向下,E=0.4N/CB.水平向右,E=0.4N/CC.水平向左,E=40N/CD.水平向右,E=40V/m
5.如图2所示,三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面,已知
这三个圆的半径成等差数列.A、B、C分别是这三个等势面上的
点,且这三点在同一条电场线上.A、C两点的电势依次为φA=
10V和φC=2V,则B点的电势是( )
A.一定等于6VB.一定低于6V
C.一定高于6VD.无法确定
6.如图3所示,在电场中任意取一条电场线,电场线上的a、b
两点相距为d,则( )
A.a点场强一定大于b点的场强图3
B.a点的电势一定高于b点的电势
C.a、b两点间的电势差一定等于E·d(E为a点的场强)
D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移动到b点的过程中静
电力所做的功
7.如图4所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的
圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.
若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小E=100V/m,则
O、P两点间的电势差可表示为( )
A.UOP=-10sinθVB.UOP=10sinθV图4
C.UOP=-10cosθVD.UOP=10cosθV
8.如图5所示的匀强电场E的区域内,由A、B、C、D、A′、B′、
C′、D′作为顶点构成一正方体空间,电场方向与面ABCD垂
直.下列说法正确的是( )
A.AD两点间电势差UAD与AA′两点间电势差UAA′相等图5
B.带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,静电力做正功
C.带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,电场势能减少
D.同一带电粒子从A点移到C′点,沿对角线A→C′与沿A→B→B′→C′静电力做功相同
9.如图6所示,O是一固定的点电荷,另一点电荷P从很远处以
初速度v0射入点电荷O的电场,在静电力作用下的运动轨迹是
曲线MN.a、b、c是以O为中心,以Ra、Rb、Rc为半径画出的
三个圆,Rc-Rb=Rb-Ra.1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一
些交点.以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中静电力做功的
大小,|W34|表示由3到4的过程中静电力做功的大小,则( )图6
A.|W12|=2|W34|
B.|W12|>2|W34|
C.P、O两电荷可能同号,也可能异号
D.P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零
10.某静电场沿x方向的电势分布如图7所示,则( )
A.在O~x1之间不存在沿x方向的电场
B.在O~x1之间存在着沿x方向的匀强电场
C.在x1~x2之间存在着沿x方向的匀强电场
D.在x1~x2之间存在着沿x方向的非匀强电场
11.如图8所示,P、Q两金属板间的电势差为50V,板间存在匀强电
场,方向水平向左,板间的距离d=10cm,其中Q板接地,两板
间的A点距P板4cm.求:
(1)P板及A点的电势.
(2)保持两板间的电势差不变,而将Q板向左平移5cm,则A点的电图8
势将变为多少?
12.如图9所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们之间的距离
为2cm,两点的连线与场强方向成60°角.将一个电荷量为-
2×10-5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J.问:
(1)在此过程中,静电力对该电荷做了多少功?
图9
(2)A、B两点的电势差UAB为多大?
(3)匀强电场的场强为多大?
13.(2012·安徽·18)如图10所示,在平面直角坐标系中,有一个方向平行于坐标平面的
匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0V,点A处的电势为6V,点B处的电势
为3V,则电场强度的大小为( )
A.200V/mB.200
V/m
C.100V/mD.100
V/m
一.电势能与电势
1.CD 2.B 3.D 4.BC 5.AC 6.BCD 7.AD 8.AC 9.AB 10.D
11.BD 12.BD 13.
v14.C
二.电势差
1.AD 2.A 3.C 4.C 5.CD 6.AB 7.AD 8.ABC 9.ABC
10.-4.0×10-811.
(1)φC>φB>φA
(2)-20(3)10-7
12.
(1)UCD=φC-φD=30V
WCD=qUCD=1.2×10-6×30J
=3.6×10-5J
(2)UDA=φD-φA=(-30-10)V=-40V
WDA=qUDA=1.2×10-6×(-40)J
=-4.8×10-5J
所以电势能应该增加4.8×10-5J.
13.325V 75V14.
(1)60V/m
(2)6.6V
三.电势差与电场强度的关系
1.C 2.AC 3.C 4.D 5.B 6.BD 7.A 8.BD 9.B 10.AC
11.
(1)-50V -30V
(2)-10V
12.
(1)-0.1J
(2)5000V(3)5×105V/m
13.A
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