高二物理电势与电势能练习题全面.docx
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高二物理电势与电势能练习题全面
高二物理电势与电势能练习题
一、电场力的功
1、特点:
电场力做功与路径无关,只与初末位置有关。
2、计算方法
(1)由公式W=qEd(d为电荷初末位置在电场方向上的位移)
(2)由公式WAB
qUAB
(UAB为电荷初末位置
A→B间电势差,注意下标的使用)
(3)由电场力做功和电势能的变化的关系:
WAB
EPAEPB(EPA.EPB分别是电荷电场中
A、
B两点的电势能)
(4)由动能定理:
W电场力
W其他力EK
二、电势能
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→∞
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加;电场力不做功,电势能不变。
三、电势
1.定义:
A
EPA
EPA为试探电荷在该点A的电势能,
q为电荷量,可以带符号运算。
q
2.单位:
伏特V,1V=1J/C3.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。
4.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。
5.电势高低判断的三种方法
(1)根据公式计算:
A
EPA,带符号代入运算。
q
(2)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。
四、电势差
1.
定义:
UAB
AB,与零电势点的选取无关。
UABUBA
2.
与电场力做功的关系:
WAB
qUAB(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。
五、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,场强也越大
(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。
课后练习:
1.静电力做功的特点:
不论q在电场中由什么路径从A
是的.静电力做的功与电荷的位置和
过的路径.
点移动到
B点,静电力做的功都位置有关,与电荷经
2.电势能:
电荷在
中具有的势能叫做电势能,
用字母
表示,单位
.
电势能是相对的与重力势能相似,与参考位置的选取有关.
3.静电力做功与电势能的关系
(1)静电力做的功
电势能改变量的多少,公式
WAB=
.
(2)电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到
位置时所做的功.
4.电势:
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的,叫做这一点的电势,用
φ表示,定义式:
φ=,在国际单位制中,电势的单位是伏特(V),1V=
1J/C;电势是标量,只有大小,没有方向.
5.电场线与电势:
电场线指向电势的方向.
6.等势面:
电场中电势的各点构成的面叫做等势面.电场线跟等势面.
7、在静电场中,下列说法正确的是()
A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零
B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同
C.电场强度的方向总是跟等势面垂直的
D.沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的
8.关于电场线和等势面,正确的说法是()
A.电场中电势越高的地方,等势面越密B.电场中场强越大的地方,电场线越密
C.没有电场线的地方,场强为零D.电场线和等势面一定垂直
9.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度及运动轨
迹如图所示,可以判定()
A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D.A点的电势高于B点的电势
10.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,φ、φ
为P、P两点的电势,则(
)
1
2
1
2
A.E1>E2,φ1>φ2
B.E1>E2,φ1<φ2
C.E >φ 2 D.E <φ 2 1 2 1 1 2 1 11.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.16J B.10J C.6J D.4J 12.在图中, A、B两个等量正电荷位置固定,一个电子(重力忽略)沿 A、B中垂线自无穷远 处向 A、B连线的中点 O飞来,则电子在此过程中 () A.加速度不断增大,电势能减小 B.加速度先增加后减小,电势能减小 C.加速度不断减小,速度不断增大 D.加速度先减小后增大,速度不断增大 13.图中实线表示电场中的三个等势面,各等势面的电势值如图中所示。 把一个负电荷沿A→ B→C移动,电荷在这三点所受的电场力为FA、FB、FC,电场力在AB段和BC段做的功为 W和W,那么( ) AB BC A.FA=FB=FC,WAB=WBC B.FA A BCAB BC D ABCABBC C.F>F>F,W<W .F>F>F,W=W 14.如图所示,实线表示匀强电场的电场线,虚线表示一个带电粒子射入该电场后的运动轨迹, a、b是轨迹上的两个点。 不计重力.下列说法中正确的是 A.该带电粒子一定是从下向上通过该匀强电场的 B.该匀强电场的场强方向一定是从左向右 C.该带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能 D.该带电粒子在a点的动能一定大于在b点的动能 15.图中 、 b 是两个点电荷,它们的电量分别为 1、2, 是 连线的中垂线, P 是中垂线 a QQ MNab 上的一点。 下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧? A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1 B.Q1是正电荷, Q2是负电荷,且 Q1>|Q2| C.Q1是负电荷, Q2是正电荷,且 |Q1|< Q2 D.Q1、Q2都是负电荷,且 | Q1|>| Q2| 16.一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 17、如右图在点电荷Q产生的电场中,虚线表示等势面,实线表示α粒子(带正电)穿过电场时的 轨迹,A、B为轨迹与两等势面的交点,则下列说法正确的是 A.Q可能是正电荷,也可能是负电荷 B.电势φA>φB,粒子动能EkA>EkB C.电势φA<φB,粒子电势能EPA>EPB D.场强EA 18、在点电荷Q的电场中,一个电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为负电荷 B.运动中,电子总是克服电场力做功 C.电子经过两等势面的动能Eka>Ekb D.电子在两等势面上的电势能Epa>Epb 19.一个带正电的质点,电量 q=2.0×10-9C,在静电场中,由 a点移到b点,在这过程中, 除电场力外,其他力做的功为 6.0×10-5J,质点的动能增加了 8.0×10-5J,求a、b两点间的 电势差Uab为多少? 20.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? 21.一长为 L的细线,上端固定,下端拴一质量为 m、带电荷量为 q的小球,处于如图所示的 水平向右的匀强电场中.开始时,将线与小球拉成水平,小球静止在 开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达B点且速度恰好为零 势差UAB; (2)匀强电场的场强大小;(3)在A、B两处绳子拉力的大小。 A点,释放后小球由静止.试求: (1)AB两点的电 22.如图所示,一根长 L=1.5m的光滑绝缘细直杆 MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水 平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。 杆的下端M固定一个带电小球 A,电荷量Q=+4.5 ×10-6C;另一带电小球 B穿在杆上可自由滑动, 电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10 -2kg。 现将小球B从杆的上端 N静止释放,小球B开始运动。 (静电力常量k=9.0 ×10 9 2 2 N·m/C .取 g=10m/s2) (1)小球B开始运动时的加速度为多大? (2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大? (3) 小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时,速度为v=1.0m/s,求此过程中小球B的电势 能改变了多少? 答案 1.C2.BC3.BD4.BD5.A6.C7.B薄
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