高二电势能电势差习题精编版Word文档格式.docx
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C.把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能增加
D.把负电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加
4.如图所示,MN为电场中某一条电场线,方向向右,在MN上有两点a、b,今将一带电量为+q的点电荷从a移到b,则在此过程中( )
A.电场力做正功,点电荷的电势能增加
B.电场力做负功,点电荷的电势能增加
C.电场力做正功,点电荷的电势能减少
D.电场力做负功,点电荷的电势能减少
5.一个带电小球在空中从点a运动到点b,这一过程重力做功5J,电场力做功2J,克服空气阻力做功lJ,由此可以判断小球从点a运动到点b的过程中,有关能量的变化是
A.重力势能减小5JB.电势能增大2JC.动能增大6JD.机械能减小3J
6.在O点置一点电荷Q,以O为圆心作一圆。
现将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点,则电场力做功最多的过程是:
()
A、移到B的过程B、移到C的过程C、移到D的过程D、三个过程一样多
7.带电粒子沿图5的曲线越过匀强电场,不计重力,则粒子带什么电性,在哪儿的动能大?
A负电,在a点的动能大B正电,在b点的动能大
C负电,动能相等D正电,在a点的动能大
8.一电子飞经电场中A、B两点,电子在A点电势能为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.如果电子只受电场力作用,则()
A.电子在B点时动能为4.8×
10-17JB.由A到B电场力做功为100eV
C.电子在B点时动能为1.6×
10-17JD.A、B两点间电势差为100V
9.如图所示,电场中A、B两点电势差为30V,一个电荷量为5×
10-8C的正点电荷由A运动到B,电场力对电荷做功为__________;
B、C两点间的电势差大小为15V,该电荷从B运动到C,电场力对电荷做功为__________.
10、关于电场力的功及电势能变化,下列说法正确的是()
A.电场中某点电势的大小等于电场力将单位正电荷从该点移到零电势点电场力所做的功
B.电场中某点的电势大小等于单位正电荷在该点所具有的电势能
C.在电场中无论移动正电荷还是负电荷,只要电场力做正功,电荷电势能都要减少
D.正电荷沿电场线方向移动,电势能减少;
负电荷沿电场线方向移动,电势能增加
11.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5×
10-6J的功,那么( )
A.电荷在B处时将具有5×
10-6J的电势能B.电荷在B处将具有5×
10-6J的动能
C.电荷的电势能减少了5×
10-6JD.电荷的动能增加了5×
10-6J
12.中三曲线表示三条等势线,其电势UC=0,UA=UB=10V,UD=-30V.
(1)把一个电量q=10-7C
的负电荷放在A、B、C、D四处时,具有的电势能各多大?
(2)把这个电荷从C移到D,电场力做功多少?
(3)把这个电荷从D移到B再移到A,电场力做功多少?
13.如图8所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势间的电势差相等,一正电荷在等势线U3上时,具有动能20J,它运动到等势线U1时速度为零,令U2=0,那么该电荷的电势能为4J时,其动能为_______J.
14.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势线的电势差相等,一个正电荷在等势线φ3上时具有动能20J,它运动到等势线φ1上时,速度恰好为零,令φ2=0,那么该电荷的电势能为4J时,其动能为()
A.16JB.10JC.6JD.4J
15.图中虚线表示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0,一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b两点时的动能分别为26eV和5eV,当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为—8eV时,它的动能为()
A.8eVB.13eVC.20eVD.34eV
二、电势能、电势
1.电势能:
电荷在电场中由其相对位置决定的能(类似重力势能)
2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点(通常选大地或无限远处)过程中电场力做的功。
EPA=WA→∞
3.
电势定义:
EPA为试探电荷在该点A的电势能,q为电荷量,带符号运算。
单位:
伏特V,1V=1J/C
电势是标量,有正负,但没有方向。
规定大地或无限远电势为零。
物理意义:
描述电场能的特性,由场源电荷量和相对位置来决定,与是否放试探电荷无关。
电势高低判断的三种方法
根据公式计算:
,带符号代入运算。
沿着电场线的方向电势是降低的,逆着电场线方向电势是升高的。
将WAB和q带符号代入,根据UAB的正负判断A、B两点电势的高低.
习题:
1.对UAB=1V的正确理解是()
A.从A到B移动qC的电荷,电场力做功1JB.从A到B移动1C的电荷,电场力做功1J
C.从B到A移动1C的电荷,电场力做功1JD.从A到B移动1C的电荷,电场力做功-1J
2.将一带电量为-q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点,该过程中电场力做功为W,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为( )
A.EP=-W,φA=
B.EP=W,φA=-
C.EP=W,φA=
D.EP=-W,φA=-
3.下列说法正确的是()
A.电势差与电势一样,是相对量,与零点的选取有关
B.电势差是一个标量,但是有正值或负值之分
C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关
D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势面的不同而改变,所以UAB=UBA
4.关于公式
=
可知:
A、电场中某点的电势,与放在该点电荷具有的电势能成正比
B、电场中某点的电势,与放在该点电荷的电荷量成反比
C、电场中某点的电势,与该点是否有电荷,电荷的正负及电荷量的大小无关
D、放入电场中某点的点电荷不同,电势能也不同,但电势能与电荷量的比值保持不变
5.一个电荷q在电场中某点具有的电势能Ep,这点的电势为φ,图中能正确反映q、φ、Ep三者关系的是:
6.如图所示,电场中某一条电场线为一直线,线上有A、B、C三个点.电荷q1=10-8C从B点移到A点时电场力做了10-7J的功;
电荷q2=-10-8C,在B点的电势能比在C点时大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.
7.有一电场的电场线如图所示,场中A、B两点的场强和电势分别用EA、EB和φA、φA表示,则
A.EA>
EB、φA>
φAB.EA>
EB、φA<
φA
C.EA<
φAD.EA<
8.如图所示,Q是带正电的点电荷,P1和P2为其电场中的两点,若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2为P1、P2两点的电势,则()
A.E1>
E2,φ1>
φ2B.E1>
E2,φ1<
φ2C.E1<
φ2D.E1<
φ2
9.以无穷远处为零电势点,下述情况中各物理量为正还是为负?
(1)负电荷周围空间的电势为_________值.
(2)正电荷位于某负荷电产生的电场内,它的电势能为________值.
(3)负电荷位于某负电荷产生的电场内,它的电势能为________值.
(4)导体在正电荷形成的电场中,处于静电平衡状态时,导体的电势为________值.
10.如图所示电路中,电源两端电压U=10V,A、B两板间距离为2cm,C点离A板5mm,D点离B板4mm,则EC=______V/m,ED=______V/m,UC=______V,UD=______V。
11.平行的带电金属板A、B间是匀强电场,如图14所示,两板间距离是5cm,两板间的电压是60V.试问:
(1)两板间的场强是多大?
(2)电场中有P1和P2两点,P1点离A板0.5cm,P2点离B板也是0.5cm,P1和P2两点间的电势差为多大?
(3)若B板接地,P1和P2两点的电势各是多少伏?
12.如图5所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点.已知A、B、C三点的电势分别为
由此可得D点的电势
V
13.如图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形,AB=4cm,BC=3cm。
把电荷量q=-2×
10-10C的点电荷由A点移到B点,电场力做功W1=4.8×
10-8J;
再由B点移到C点克服电场力做功W2=4.8×
10-8J,
(1)求A、B和B、C间的电势差UAB和UBC;
(2)若取B点的电势为零,求A、C两点的电势φA和φC;
(3)在图中画出电场方向。
14.如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面,现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×
l0-6J,将另一电倚量为10-8C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功3×
10-6J。
(1)求电场线的方向及UAB、UAC、UBC的值。
(2)若AB边长为
cm,求电场强度。
三、等势面
1、定义:
电场中电势相等的点构成的面叫等势面。
2、等势面与电场线的关系
(1)电场线总是与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面。
(2)电场线越密的地方,等势面也越密集。
(3)沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,正电荷电场力做正功,负电荷电场力做负功。
(4)电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具
(5)实际中测量等电势点较容易,所以往往通过描绘等势线来确定电场线。
1、关于电场中的等势面,下列说法中正确的有().
A.等势面不一定跟电场线垂直
B.沿电场线电势一定升高
C.在同一等势面上两点间移动电荷,电场力做功为零
D.处于静电平衡状态的导体是等势体,表面是一个等势面
2.下述说法正确的是( )
A.在同一等势面上移动电荷,电场力不作功B.等势面上各点场强大小一定相等
C.电场中电势高处,电荷的电势能就大D.电场强度大处,电荷的电势能就大
3.关于电势差UAB和电势φA、φB的理解正确的是( )
A.UAB表示B点相对A点的电势差,即UAB=φB−φA
B.UAB和UBA是不同的,它们有关系:
UAB=−UBA
C.φA、φB都可能有正负,所以电势是矢量
D.零电势点的规定虽然是任意的,但人们常常规定大地和无限远处为零电势
4.如图所示,图中虚线表示某电场的一组互相平行的等势面,各等势面的电势值如图,则()
A.在B点的场强方向是竖直向下的
B.A、B两处场强相比B点更大
C.1C的电荷量的正电荷从B到A,电场力做正功2J
D.负电荷从A移到B点电场力做负功
5、等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示。
现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点,再从b点沿直线移到c点。
则检验电荷在这全过程中()
A.所受的电场力方向不变 B.所受的电场力的大小一直增大
C.电势能一直减小 D.电势能先不变后减小
6.如图6所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q且CO=OD,∠ADO=60o。
下列判断正确的是( )
A.O点电场强度为零
B.D点电场强度为零
C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大
D.若将点电荷-q从O移向C,电势能增大
7、在点电荷Q的电场中,一个α粒子(
)通过时的轨迹如图实线所示,a、b为两个等势面,则下列判断中正确的是().
A.Q可能为正电荷,也可能为负电荷B.运动中.粒子总是克服电场力做功
C.α粒子经过两等势面的动能Eka>Ekb D.α粒子在两等势面上的电势能Epa>Epb
四、匀强场电势差与场强的关系
1.定义:
,与零电势点的选取无关。
2.与电场力做功的关系:
(任何电场成立,可带符号运算)
3.在匀强电场中电势差与电场强度的关系:
(1)电场强度等于沿电场线单位距离上的电势差
(2)公式E=U/d,U是指两点间的电势差,d是指这两点间沿电场线方向的距离,或者相邻等势面间的
距离,因此电场强度是电势降落最快的方向。
(3)U=Ed只适用匀强电场的计算,对非匀强场可以用来定性分析,如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时,E越大处,d越小,即等势面而越密集。
(4)匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落相等。
1.(00北京)如图所示,P、Q是两个电量相等的正的点电荷,它们连线的中点是O,A、B是中垂线上的两点,
<
,用EA、EB、UA、UB分别表示A、B两点的场强和电势,则
A.EA一定大于EB,UA一定大于UBB.EA不一定大于EB,UA一定大于UB
C.EA一定大于EB,UA不一定大于UBD.EA不一定大于EB,UA不一定大于UB
2.A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图所示.设A、B两点的电场强度分别为EA、EB,电势分别为UA、UB,则
A.EA=EB
B.EA<EB
C.UA=UB
D.UA<UB
3.在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是( )
A.电场强度B.同一电荷所受电场力C.电势D.同一电荷具有的电势能
4.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是( )
A.电场强度大的地方电势一定高B.电势为零的地方场强也一定为零
C.场强为零的地方电势也一定为零D.场强大小相同的点电势不一定相同
5、在静电场中,下列说法中错误的是:
A、电场强度为零的点,电势也一定为零
B、电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等
C、只在电场力作用下,正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动
D、沿着电场线方向电势一定越来越低
6.对关系式Uab=Ed的理解,正确的是()
A.式中的d是a、b两点间的距离B.a、b两点间距离越大,电势差越大
C.d是a、b两个等势面的距离D.此式适用于任何电场
7.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是()
A.在相同距离上的两点,电势差大的其场强也必定大
B.场强在数值上等于每单位距离上的电势降落
C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相等
D.电势降低的方向必定是电场强度的方向
8、如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,a、b间的距离等于b、c间的距离。
用
a、
b、
c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以断定()
A.
a>
b>
c B.Ea>Eb>Ec C.
D.Ea=Eb=Ec
9、下列说法中正确的是:
A、电场强度和电势都是矢量B、电势为零的地方,电场强度也一定为零
C、把电荷从电场中一点移至另一点电场力一定做功
D、把电荷从电场中一点移至另一点电场力有可能不做功
10、P,Q两金属板间的电势差为50V,两板间存在匀强电场,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点的电势将变为多少?
五、粒子在场中运动
1.如图所示,仅在电场力作用下,一带电粒子沿图中虚线从A运动到B,则()
A.电场力做正功 B.动能减少
C.电势能增加 D.加速度增大
2.如图所示,虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等,一个α粒子以一定的初速度进入电场后,只在电场力作用下沿实线轨迹运动,α粒子先后通过M点和N点.在这一过程中,电场力做负功,由此可判断出().
A.N点的电势高于M点的电势
B.α粒子在N点的电势能比在M点的电势能大
C.α粒子在M点的速率小于在N点的速率
D.α粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
3.如图,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为
b和
c,
c。
一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示。
由图可知()
A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功
B.粒子从L到M的过程中,电场力做负功
C.粒子从K到L的过程中,静电势能增加
D.粒子从L到M的过程中,动能减少
18、如图所示,在点电荷Q形成的电场中,a.b两点在同一等势面上,c.d两点在另外同一等势面上,甲、乙两带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线。
若两粒子通过a点时具有相同的动能,则()
A.甲、乙两粒子带异号电荷
B.甲粒子经过C点时与乙粒子经过d点时的动能相同
C.两粒子经过b点时的动能相同
D.若取无穷远处为零电势,则甲粒子在C点的电势能小于乙粒子在d点时的电势能
4.如图所示,实线表示电场线,虚线表示某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,由此可知以下说法中正确的是
A、粒子一定从a向b运动B、粒子一定带正电
C、粒子从P点的速度比在Q点的速度大D、粒子在P点的电势能比在Q点的电势能小
7.如图。
有一方向水平向右的匀强电场,一个质量为m,带电量为+q的小球以初速度v0从a点竖直向上射入电场中。
小球通过电场中b点时速度大小为2v0.方向与电场方向一致,则a、b两点的电势差为:
( )
A.
B.
C.
D.
8.空间存在竖直向上的匀强电场,质量为m的带正电的微粒水平射入电场中,微粒的运动轨迹如图6所示,在相等的时间间隔内
A.重力做的功相等B.电场力做的功相等
C.电场力做的功大于重力做的功D.电场力做的功小于重力做的功
7、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下,若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()
A、动能减小B、电势能增加
C、动能和电势能之和减小D、重力势能和电势能之和增加
8.在匀强电场中,将一个带电量为q,质量为m的小球由静止释放,带电小球的轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为θ,如图5所示,那么匀强电场的场强大小为[]
A.最大值是mgtgθ/q B.最小值是mgsinθ/q
C.唯一值是mgtgθ/q D.同一方向上,可有不同的值.
10.如图所示,竖直实线为电场线,质量为m,电量为-q的质点P从电场边缘A射入电场,并沿直线AB从B飞出,AB直线与电场线夹角为θ,A、B两点相距为d,则A、B两点的电势差为多少?
20.如图所示,在范围很大的水平向右的匀强电场中,一个电荷量为-q的油滴,从A点以速度v竖直向上射人电场.已知油滴质量为m,重力加速度为g,当油滴到达运动轨迹的最高点时,测得它的速度大小恰为v/2,问:
(1)电场强度E为多大?
(2)A点至最高点的电势差为多少?
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