10.1 电势能和电势 练习（word版含答案）

10.1 电势能和电势
1．右图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，则（　　）
A．带电粒子一定带负电
B．带电粒子在a处受力方向沿电场线方向指向场源电荷
C．带电粒子在b点的速度大于在a点速度
D．带电粒子在b点的电势能大于在a点电势能
2．一个带正电的粒子在固定不动的正点电荷Q形成的电场中，运动轨迹如图。虚线是以Q为球心的两个球面，那么不计重力时，下面说法正确的是（　　）
A．带电粒子从A到B是克服电场力做功，电势能将会增加
B．带电粒子从B到C是电场力做功，动能将增加
C．带电粒子在A点和C点的动能相等
D．带电粒子在A点和C点的电势能不相等
二、单选题
3．下列物理量属于矢量的是（　　）
A．电场强度 B．重力势能 C．电势 D．速率
4．如图所示，在匀强电场中，将一试探电荷从A点移至B点，电场力做正功。下列判断正确的是（　　）
A．该试探电荷带负电 B．B点的电势比A点的电势高
C．A、B两点的电场强度均为零 D．该试探电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
5．一电荷量为q=-2C的电荷从电场中A点移动到零势能位置，克服电场力做功8J，则该电荷在A点的电势能为（　　）
A．-8J B．8J C．-4J D．4J
6．图中带箭头的直线是某电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，若用、表示a、b两点的电势大小，则（　　）
A．电场线是从a指向b，所以有
B．a、b两点的场强方向相反
C．同一负电荷在b点的电势能小于在a点的电势能
D．若此电场是由一负点电荷所产生的，则有
7．正点电荷电场分布如图，该正点电荷电量为Q，则该电荷在与它相距r处的点所产生的电场强度大小为，A、B、C是电场线上的三个点。正点电荷在静电力作用下，沿电场线由A点移至B点的过程中，静电力做功为W1，将该正点电荷从A点移至C点再移至B点过程中静电力做功为W2，则（　　）
A．W1=W2 B．W1>W2 C．W18．下列关于电势和电势能的说法正确的是（　　）
A．选择不同的零电势点，电场中同一位置的电势值不变
B．在电场中同一位置，正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能
C．电场力对电荷做正功，该电荷在电场中的电势能一定减少
D．电势降低的方向，就是场强方向
9．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线为该收尘板的横截面，工作时收尘板带正电，其右侧的电场线分布如图所示。粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。忽略粉尘的重力和粉尘所受的空气阻力。若带负电粉尘颗粒从点，由静止开始向收尘板运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．粉尘做匀加速直线运动 B．粉尘的加速度先变小后变大
C．电场力对粉尘一直做正功 D．粉尘的电势能逐渐变大
10．电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B、C是电场中的三点，则判断正确的（　　）
A．A点电势最大 B．B点电势最大C． C点电势最大 D．电势一样大
11．在某静电场中把一个电荷量为+q的检验电荷从电场中A点移到无限远处时，电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能以及电场中A点的电势分别为（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示的四个电场的电场线，其中A和C图中小圆圈表示一个点电荷，图中虚线是一个圆（、为圆上的不同点），B图中几条直线间距相等且互相平行，则在图中点电势一定高于点电势的为（　　）
A． B． C． D．
13．图示为P、Q两点电荷的电场线分布，a、b、c、d为电场中的四点．一个离子（不计重力）从a运动到b，轨迹如图所示．下列判断正确的是（ ）
A．离子从a到b，电势能增加 B．a点的电场强度小于c点的电场强度
C．c、d两点电势相等 D．c、d两点电场强度可能相同
14．质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中（ ）
A．小球的重力势能减少了2mgh B．小球的动能减少了3mgh
C．电场力做负功，大小为2mgh D．小球的电势能增加了3mgh
15．如图所示是电子枪部分的原理图，阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（　　）
A．C点的电势比A点低 B．A点的电场强度比B点的电场强度大
C．电子从A运动到B的过程电势能增大 D．从A到B电子的加速度不断增大
16．两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示，、为电场中两点，则（　　）
A．P点处电场强度小于Q点处的电场强度 B．P点处电势大于Q点处的电势
C．负电荷在P的电势能高于在的电势能 D．正电荷由P运动到Q电场力做负功
17．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．下列说法正确的是（　　）
A．甲图中与点电荷等距的a、b两点电场强度相同
B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点场强和电势都相等
C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b电势和场强都相等
D．丁图中匀强电场中的a、b两点电势和场强都相等
三、解答题
18．如图所示，在场强大小为E的匀强电场中，将电荷量为＋q的点电荷由A点沿直线移至B点，AB间的距离为L，AB方向与电场方向成60°角，求：
（1）点电荷所受电场力的大小；
（2）在此过程中电场力做的功。
19．把带电荷量的正试探电荷从电场中的A点移动到无穷远处，克服电场力做功，取无穷远处的电势为零。求：
（1）该试探电荷在A点的电势能；
（2）A点电势。
试卷第1页，共3页
试卷第4页，共4页
参考答案：
1．BD
【解析】
【详解】
AB．曲线运动中，力指向运动轨迹凹侧，可知，带电粒子与场源电荷电性相反，但具体的电性不能确定，所受电场力沿电场线指向场源电荷。故A错误；B正确；
CD．假定带电粒子从a运动到b，则电场力做负功粒子的动能减小电势能增加。故C错误；D正确。
故选BD。
2．ABC
【解析】
【详解】
A. 带正电的粒子与正点电荷间为库仑斥力，从A到B过程，带电粒子克服库仑斥力做功，电势能增加，A正确；
B. 从B到C过程，库仑斥力对带电粒子做正功，动能将增加，B正确；
C .由于A、C在同一等势面上，则A、C两点的电势差为0，带电粒从A到C过程，电场力做功为0，带电粒子在A点和C点的动能相等，C正确；
D. 由于A、C在同一等势面上，带电粒子在A点和C点的电势能相等，D错误；
故选ABC。
3．A
【解析】
【详解】
电场强度是矢量，重力势能、电势、速率都是标量。
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
A．将一试探电荷从A点移至B点，沿电场线方向运动，电场力做正功，故该试探电荷带正电，A错误；
B．沿电场线方向电势逐渐降低，B点的电势比A点的电势低，B错误；
C．在匀强电场中，A、B两点的电场强度相等，均不为零，C错误；
D．试探电荷从A点移至B点，电场力做正功，电势能减小，该试探电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
电荷从电场中A点移动到零势能位置，克服电场力做功8J，即电场力做功
根据电势能定义
A正确，BCD错误；
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
A．沿着电场线电势降低，所以，A正确。
B．a、b两点在同一条电场线上，电场强度方向相同，B错误。
C．根据公式
可知同一负电荷在b点的电势能大于在a点的电势能，C错误。
D．不知场源电荷的位置，无法判断两点电场强度的大小，D错误。
故选A。
7．A
【解析】
【详解】
静电力做功与路径无关，只与初末位置有关，两次过程的初末位置相同，故两次做功的情况相同，即W1=W2，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【解析】
【详解】
A．电场中选择不同位置为零电势点，电场中任何两点的电势差不变，但电势值可以改变。故A错误；
B．若电场中某一点的电势值为正，则该点正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能，若电场中某一点的电势值为负，该点正检验电荷的电势能小于负检验电荷的电势能。故B错误；
C．根据电场力做功和电荷电势能的变化关系
易知电场力对电荷做正功，该电荷在电场中的电势能一定减少。故C正确；
D．电势降低最快的方向是电场的方向。故D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
A．带负电粉尘颗粒从点，由静止开始向收尘板运动过程中，电场强度逐渐增大，即合外力逐渐增大，粉尘作变速运动，A错误；
B．带负电粉尘颗粒从点，由静止开始向收尘板运动过程中，电场强度逐渐增大，即合外力逐渐增大，粉尘的加速度变大，B错误；
C．电场力和运动方向一直呈锐角，电场力对粉尘一直做正功，C正确；
D．电场力对粉尘一直做正功，粉尘的电势能逐渐变小，D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
根据沿电场线方向电势降低可知
故选A。
11．A
【解析】
【详解】
电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功，则由题意可得
根据电势的定义可得
故选A。
12．B
【解析】
【详解】
A．由题意可知M、N位于同一等势面上，所以M、N电势相等，故A不符合题意；
BCD．根据沿电场线方向电势降低可知B项图中M点电势高于N点电势，CD项图中M点电势低于N点电势，故B符合题意，CD不符合题意。
故选B。
13．A
【解析】
【详解】
A. 由图中电场线的分布情况可知P带正电，Q带负电，离子从a到b，电场力与速度的夹角为钝角，所以做负功，电势能增加，故A正确；
B．由图可知，a点的电场线比c点的电场线密，所以a点的电场强度大，故B错误；
C．沿着电场线方向电势降低，则知c点电势高于d点电势，故C错误；
D．由图可知，c、d两点电场线的切线方向不同，所以两点的电场强度方向一定不相同，故D错误。
故选A。
14．D
【解析】
【详解】
由题知带电小球入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，则带电小球受到向上的电场力和向下的重力，据牛顿第二定律
ma = F电 - mg
得
F电 = 3mg
在下落过程中电场力做功
W电 = - 3mgh
重力做功
WG = mgh
总功
W合 = - 2mgh
根据做功与势能变化关系可判断：小球重力势能减少了mgh，电势能增加了3mgh，根据动能定理，小球的动能减少了2mgh。
故选D。
15．B
【解析】
【详解】
A．沿电场线电势逐渐降低，可知C点的电势比A点高，选项A错误；
B．电场线越密集则场强越大，可知A点的电场强度比B点的电场强度大，选项B正确；
C．电子从A运动到B的过程，电场力做正功，则电势能减小，选项C错误；
D．从A到B电子所受的电场力逐渐减小，则电子的加速度不断减小，选项D错误。
故选B。
16．B
【解析】
【详解】
A．电场线的疏密代表场强的大小，可知
EP＞EQ
故A错误；
BC．因顺着电场线电势逐渐降低，可知P点电势高于Q点电势，所以负电荷在P的电势能小于在Q的电势能，故B正确，C错误；
D．因为P点电势高于Q点电势，正电荷从P点移动到Q点，电势能减小，可知电场力做正功，故D错误。
故选B。
17．B
【解析】
【详解】
A．甲图中与点电荷等距的a、b两点电场强度大小相等，方向不同，电场强度不相同，A错误；
B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点场强和电势都相等，B正确；
C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b电势相等，电场强度大小相等，方向不同，电场强度不相同，C错误；
D．丁图中匀强电场中的a、b两点场强相等，b点电势比a点高，D错误。
故选B。
18．（1）qE；（2）
【解析】
【详解】
（1）匀强电场场强处处相同，大小均为E，点电荷所受电场力的大小
（2）在A到B过程中电场力是恒力，在此过程中电场力做的功
19．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）由题意可知将试探电荷从A点移动到无穷远处，电场力做功为
即该试探电荷在A点的电势能为
（2）A点电势为
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