1.5电势 电势差 自主提升过关练（word版含答案）

1.5电势 电势差 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，其中q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，BD段中的电势最低点为C点，则下列说法正确的是（　　）
A．A点的电场强度方向向左
B．两点电荷的电荷量的大小关系为q1C．从B点到D点的电场强度先增大后减小
D．将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功
2．通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，已知试探电荷q在场源电荷Q的电场中所具有电势能表达式为（式中k为静电力常量，r为试探电荷与场源电荷间的距离）。真空中有两个点电荷、分别固定在x坐标轴的和的位置上。x轴上各点的电势随x的变化关系如图所示，A、B是图线与x轴的交点，A点的坐标是，图线上C点的切线与x轴平行，则下列说法正确的是（ ）
A．为正电荷，为负电荷
B．电荷、的电量之比为2∶1
C．电子沿x轴从运动到的过程中，电子的电势能先减小后增加
D．C点对应位置的坐标是
3．如图所示，在真空中的A、B两点分别放等量异号点电荷+q、 q，在电场中通过A. B两点的竖直平面内于对称位置取一个矩形路径abcd。现将一个电子沿abcd移动一周，则正确的是（　　）
A．由a→b，电势降低，电子电势能减小
B．由b→c，电场力对电子先做正功，后做负功，总功为零
C．由c→d，电子的电势能增大
D．由d→a，电子的电势能先减小后增大，电势能总变化量为零
4．“电子伏特”是以下哪个物理量的单位（　　）
A．电压 B．能量 C．电荷量 D．电场强度
5．如图所示，M、N为电场中两个等势面，直线GH是其中的一条电场线，则下列说法中正确的是（　　）
A．负电荷由H点移动到G点时电场力做负功
B．正电荷由H点移动到G点时电场力做正功
C．电势
D．电势
6．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位移x变化关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x＝x1对称的直线，x2～x3段是曲线，则下列说法正确的是（　　）
A．x1处电场强度最小
B．在O、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＜φ2＝φ0＜φ1
C．0～x2段带电粒子做匀变速直线运动
D．0～x1段电场方向不变，大小变，x1～x3段的电场强度大小方向均不变
7．如图所示是一个带电体周围的电场线和等势面的分布图，1、2、3是电场中的三个点，其电场强度大小分别为E1、E2、E3， 电势分别为φ1、φ2、φ3，则下列说法中正确的是（　　）
A． B． C． D．
8．下列说法正确的是（　　）
A．电荷放在电势越低的地方，电势能越小
B．正电荷在电场中某点的电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能
C．电场强度为零的点，电势一定为零
D．无论移动正电荷还是负电荷，若克服电场力做功它的电势能都增大
9．如图所示，一簇电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则下列说法正确的是（　　）
A．O点的场强小于M点的场强
B．M点的电势比Q点的电势高
C．O、M间的电势差小于N、O间的电势差
D．将一负电荷由M点移到N点，电场力做负功
10．如图所示，曲线是电场中的一组电场线，A、B是电场中的两点，则下列说法正确的是（　　）
A．电势A>B，场强EAB．电势AEB
C．将正电荷从A点移到B点电场力做正功
D．将负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
11．图中虚线a、b、c、d代表匀强电场中一组等间距的等势面。甲、乙两微粒所带电荷量大小相等、电性相反，零时刻它们分别从等势面a、d同时由静止释放，t时刻它们同时到达等势面b。甲、乙间的相互作用力和重力均可忽略，则t时刻甲和乙的（　　）
A．速度大小一定相等 B．动能一定相等
C．动量大小一定相等 D．电势能一定相等
12．如图，中，。匀强电场的电场线平行于所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V。下列说法中正确的是（　　）
A．电场强度的方向沿ac方向
B．电场强度的大小为
C．电子从c点移动到b点，电场力做功为-4eV
D．电子从a点移动到b点，电势能减少了4eV
13．空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有（　　）
A．EBx的方向沿x轴正方向
B．EBx的大小大于ECx的大小
C．电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量等于0
D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做负功，后做正功
14．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线。一质量为m、带电量为﹣q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点（x=0）进入电场，沿x轴正方向运动。下列叙述正确的是（　　）
A．粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐减小
B．粒子从x1运动到x3的过程中，电势能一直增大
C．要使粒子能运动到x3处，粒子的初速度v0至少为
D．若，粒子在运动过程中的最大速度为
15．静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布如图。一个带正电的粒子在x轴上，从O点以初速度v0沿x轴正方向运动。已知该粒子质量为m、电量为q，图中φ0、d0、d为已知量，不计重力。下列说法正确的是（　　）
A．带电粒子从O点到达点的过程中，做匀加速直线运动
B．带电粒子从O点到达点的过程中，电场力对粒子做功为
C．带电粒子到达点的速度大小为
D．带电粒子从O点到达点所用时间为
二、解答题
16．在图所示的非匀强电场中，如果已知带电量的点电荷由A点移动到B点，电场力所做的功，则电荷的电势能如何变化？A、B两点的电势差等于多少？
17．如图，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm，A、B、C三点都在匀强电场中，且A、B、C所在平面与电场线平行，把一个电荷量q=1×10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为。
（1）求A、C间的电势差；
（2）若规定B点电势为零，求C点的电势。
参考答案
1．A
【详解】
AB．根据电势φ随x变化的斜率表示场强大小，则有C点的场强为0，根据
可知点电荷q1>q2，由于B到C过程电势逐渐降低，所以场强方向由B指向C，C到D过程电势逐渐升高，所以场强方向由D指向C，则q1为负点电荷，q2为正点电荷，所以BA间的场强方向向左，则A正确；B错误；
C．根据电势φ随x变化的斜率表示场强大小，则从B点到D点的电场强度先减小后增大，所以C错误；
D．将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做正功，所以D错误；
故选A。
2．D
【详解】
A．由
知场源电荷附近电势正负和场源电荷正负一致，故由图可得原点处电荷带负电， 处电荷带正电，故A错误；
B．A点处电势为零，故
故B错误；
C．电子沿x轴从运动到的过程中，由图可知电势一直升高，故电子的电势能一直减小，故C错误；
D．由点电荷周围场强
知两场源电荷电性相反，那么两场源电荷在C点的场强方向相反，C点电势变化率为零，故C点的场强为零，根据场强叠加定理可得两场源电荷在C点场强大小相等，故有
解得
故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．由a→b，电势降低，电子电势能增加，选项A错误；
B．bc两点电势相等，由b→c，电势先降低后升高，电子的电势能先增加后减小，则电场力对电子先做负功，后做正功，总功为零，选项B错误；
C．由c→d，电势升高，则电子的电势能减小，选项C错误；
D．ad两点电势相等，由d→a，电势先升高后降低，则电子的电势能先减小后增大，电势能总变化量为零，选项D正确。
故选D。
4．B
【详解】
根据
可知电子伏特能量的单位，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．C
【详解】
AB．由图可得由H点移动到G点，负电荷所受电场力做正功，正电荷所受电场力做负功，故AB错误；
CD．因为沿电场线电势降低，由图可知，故C正确，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．根据电势能与电势的关系，场强与电势的关系，得
由数学知识可知图像切线的斜率等于，x1处的斜率可以认为与前段时间相等，故此时电场强度并不是最小的，故A错误；
B．根据电势能与电势的关系：，粒子带负电，q＜0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有
φ3＜φ2＝φ0＜φ1
故B正确；
C．由图可知，O~x1段和x1~x2段电场方向相反，故加速度并不相同，不是一直做匀变速运动，故C错误；
D．O~x1段电场方向不变，大小不变，x2~x3段图像的斜率减小，故电场强度减小，故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
AB.因为电场线越密集的地方和等差等势面越密集的地方电场强度越大，由图可以看出
，
故AB错误；
CD.因为沿着电场线电势降低，且同一等势面上的点电势都相等，所以由图可得
故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．负电荷在电势越低的位置电势能越大，正电荷与负电荷相反，A错误；
B．电荷的电势能与电荷的电性和电势的正负有关，正电荷在电场中电势为负值的某点的电势能，小于负电荷在该点具有的电势能，B错误；
C．电场强度与电势无关，电场强度为零的点，电势不一定为零，C错误；
D．只要电荷克服电场力做功，根据功能关系可知，它的电势能都增大，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．根据电场线的疏密关系可知，O点的场强大于M点的场强，A错误；
B．根据顺着电场线的方向电势降低可知，M点的电势比P点的电势低，B不符合题意；
C．O、M间的场强小于N、O间的场强，又
由公式
分析得知，O、M间的电势差小于N、O间的电势差，C正确；
D．M点的电势比N点的电势低，则负电荷在M点的电势能比在N点的电势能大，所以将一负电荷由M点移到N点时，电势能减小，电场力将正功，D错误。
故选C。
10．C
【详解】
AB．沿电场线方向电势降低，所以A>B，电场线越密的位置电场强度越大，所以EA>EB，故AB错误；
C．将正电荷从A点移到B点，电荷电势能降低，电场力做正功，故C正确；
D．将负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．甲、乙两微粒所带电荷量大小相等、电性相反,初速度都为0，相同时间位移大小不同，故加速度不同，由运动学公式
t时刻速度大小一定不同，A错误；
B．甲从a运动到b等势面，乙从d运动到b等势面，电场力均做正功，电荷量大小相同，电势差不同，故电场力做功不同，根据功能关系，甲乙动能一定不相等；B错误；
C．在同一个匀强电场中
故电场力相同，根据动量定理
因此甲乙动量大小一定相等，C正确；
D．此时甲乙在等势面上，甲乙电势相同，但所带电荷的电性不同，故电势能一定不相等，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
AB．由于ac两点电势相等，故ac为一条等势线，电场方向与等势线垂直，且电场线由高电势指向低电势可知，电场方向垂直ac，且指向斜上方，故电场强度的大小为
故AB错误；
C．电子从c点移动到b点，电场力做功为
故C正确；
D．电子从a点移动到b点，电场力做功为
电场力做多少负功，电势能就增加多少，故D错误。
故选C。
13．BC
【详解】
A．B点沿x轴的反方向电势变小，则EBx沿x轴负方向，故A错误；
B．在B点图线切线斜率绝对值大，电势降低的快，则B点场强大，故B正确；
C．O点切线斜率等于0，则EO=0，则电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量等于0，故C正确；
D．负电荷在电势大的地方电势能小，则负电荷由B到C，电场力先做正功，后做负功，故D错误。
故选BC。
14．BD
【详解】
A．粒子从O运动到x1的过程中，电势升高，场强方向沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向，粒子做加速运动，A错误；
B．粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，根据负电荷在电势高处电势越小，可知，粒子的电势能不断增大，B正确；
C．0到x3根据动能定理得
解得
要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为，C错误；
D．若，粒子运动到x1处电势能最小，动能最大，由动能定理得
解得最大速度为
D正确。
故选BD。
15．BC
【详解】
A．图像中，斜率表示电场强度，可知从O到，电场强度为零，从到，电场强度大小恒定，方向水平向左，由于粒子带正电，结合可知，带电粒子开始做匀速运动，然后做匀加速运动，故A错误；
B．带电粒子从O到过程中，电势不变，电场力不做功，从到过程中有
故B正确；
C．由动能定理可得
带入数据解得
故C正确；
D．从O到过程中，粒子做匀速运动，所用时间为
到过程中，粒子做匀加速度直线运动，根据
解得
带电粒子从O点到达点所用时间
故D错误。
故选BC。
16．减少，
【详解】
由题意知，电荷从A点移到B点时电场力做正功（），因此电荷的电势能减少。电势能的减少量为
由于移动的是负电荷，因此A、B两点间的电势差为
17．（1）；（2）
【详解】
(1)根据
得
即
由
因此
(2)由
，
所以