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静电场
电势能和电势 同步练习题
(考试时间为60分钟,试卷满分60分)
选择题(本题共10小题;每小题4分,共40分)
1.(多选)下列关于电势高低的判断,正确的是( )
A.负电荷从A移到B时,外力做正功,A点的电势一定较高
B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
D.正电荷只在电场力作用下从静止开始,由A移到B,A点的电势一定较高
【答案】:CD
【解析】:根据电场力做功和电势能变化的关系,不管是正电荷做功还是负电荷做功,只要做正功电势能就减少;只要做负功电势能就增加.
正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能多;负电荷在电势低处具有的电势能多.所以C、D正确.
2.关于等势面的说法,正确的是( )
A.电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用,所以说电场力不做功
B.在同一个等势面上各点的场强大小相等
C.两个不等电势的等势面可能相交
D.若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度能反映场强的大小
【答案】:D
【解析】:等势面由电势相等的点组成,等势面附近的电场线跟等势面垂直,因此电荷在等势面上移动时,电场力不做功,但并不是不受电场力的作用,A错.等势面上各点场强大小不一定相等,等势面不可能相交,B、C错.等差等势面的疏密反映场强的大小,D对. 【版权所有:21教育】
3.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则( )
A.b点的电场强度一定比a点大
B.电场线方向一定从b指向a
C.b点的电势一定比a点高
D.该电荷的动能一定减小
【答案】:C
【解析】:电场力做负功,该电荷电势能增加.正电荷在电势高处电势能较大,C正确.电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用,总功不一定为负.由动能定理可知,动能不一定减小,D错.电势高低与场强大小无必然联系,A错.b点电势高于a点,但a、b可能不在同一条电场线上,B错.
4.一个电量是q=0.2C的负电荷沿电场线从电场中的A移到B,已知A点的电势比B点的电势高,由此可知该过程电场力对电荷( )
A.做正功
B.由于不知AB两点的电势正负,无法知道电场力做功的正负
C.做负功
D.若A点电势为正,B点的电势为零,则电场力对电荷做正功
【答案】:C
【解析】:A点的电势比B点的电势高,说明电场线从A指向B,负电荷所受电场力从B指向A. 电量是q=0.2C的负电荷沿电场线从电场中的A移到B,电场力做负功,选项C正确ABD错误。21cnjy.com
5.(多选)如图所示,分别在M、N两点固定放置两个点电荷+Q和-q(Q>q),以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。下列说法正确的是
A.A点电势低于B点电势B.A点场强大于B点场强
C.将某正电荷从C点移到O点,电场力做负功D.将某正电荷从O点移到D点,电势能增加
【答案】:BC
【解析】:电场线是由正电荷发出,到负电荷终止,即从+Q发出到-q终止,而沿着电场线的方向电势越来越低,因此A点电势高于B点电势,选项A错误。由于A、B关于O点对称,而+Q>-q,因此A点的场强大于B点的场强,选项B正确。若将某正电荷从C点移到O点,+Q对它做负功,而-q对它做正功,但由于Q>q,因此电场力的合力做功为负,选项C正确。同样将某正电荷从O点移到D点,+Q对它做正功,-q对它做负功。但由于Q>q,因此电场力的合力做正功,电势能减小,选项D错误。【出处:21教育名师】
6.关于静电场,下列说法正确的是( )
A.电势等于零的物体一定不带电
B.电场强度为零的点,电势一定为零
C.同一电场线上的各点,电势一定相等
D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加
【答案】:D
【解析】:选D.零电势的位置是人为选定的,与物体是否带电无关,A错误.电场强度是电势随空间的变化率,二者的大小之间无直接联系,B错误.沿电场线的方向电势是逐渐降低的,C错误.由于负电荷在电势越低处电势能越大,D正确.2·1·c·n·j·y
7.如图所示,高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射,实线表示α粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N点离核最近,Q点比M点离核更远,则( )2-1-c-n-j-y
A.α粒子在M点的速率比在Q点的大
B.三点中,α粒子在N点的电势能最大
C.在重核产生的电场中,M点的电势比Q点的低
D.α粒子从M点运动到Q点,电场力对它做的总功为负功
【答案】:B
【解析】:利用动能定理可判断α粒子的速率大小.由电势的高低可判断电势能的大小.重原子核带正电,离核越近,电势越高,选项C错误;同一正电荷,电势越高,其电势能越大,选项B正确;带正电的α粒子在从M点到Q点的过程中,电场力做的总功为正功,据动能定理知,其速率增大,选项A错误,选项D错误.21教育网
8.设电荷只受电场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.负电荷只能朝着电势能减小的地方运动
B.正电荷只能朝着电势低的地方运动
C.初速度为零的负电荷一定朝着电势能增大的地方运动
D.初速度为零的正电荷一定朝着电势降低的地方运动
【答案】:D
【解析】:选D.电荷初速度为零时,运动方向由所受静电力的方向决定,负电荷大体是逆着电场强度的方向运动,静电力做正功,电势能减小,正电荷顺着电场强度的方向运动,沿着运动的方向,电势降低,C错误、D正确.电荷初速度不为零时,运动方向由初速度方向和所受静电力的方向决定,可能做加速运动,也可能做减速运动,可能朝电势低的地方运动,也可能朝电势高的地方运动,A、B错误.故选D.21世纪教育网版权所有
9.一点电荷仅受电场力作用,由A点无初速度释放,沿直线先后经过电场中的B点和C点.如图所示,点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB和EC表示,则EA、EB、EC间的关系可能是( )21·cn·jy·com
A.EA>EB>EC或EA>EC>EB
B.EAC.EAEB>EC
D.EA>EC>EB或EA 【答案】:A
【解析】:选A.若电场力一直做正功,则电势能减少;若电场力先做正功再做负功,则电势能先减少后增加,故选A.【来源:21·世纪·教育·网】
10.如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定( )
A.M点的电势小于N点的电势
B.粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
C.粒子在M点的速度大于在N点的速度
D.粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
【答案】:D
【解析】:沿电场线方向电势降落,所以A错;由M到N电场力做正功,电势能减小,动能增加,所以B、C错;电场线越密的地方电场强度越大,同一粒子所受电场力越大,由a=,加速度越大,故D对.www-2-1-cnjy-com
二、解答题(本题共3小题,共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。)
11.(7分)一匀强电场,场强方向是水平的.一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度的大小为v0,在静电力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差. 21*cnjy*com
【答案】: mvcos2 θ
【解析】:设小球的电荷量为q,因小球做直线运动,则它受到的静电力Eq和重力mg的合力必沿初速度方向,如右图所示.21·世纪*教育网
有mg=Eqtan θ
由此可知,小球做匀减速直线运动的加速度大小为a===
设从O点到最高点的路程为s,有v=2as
运动的水平距离为l=scos θ
由上面公式可得静电力做功W=-Eql=-mvcos2 θ
电势能之差ΔEp=-W=mvcos2 θ
12.(6分)将带电荷量为1×10-8 C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功1×10-6 J,(取无限远处电势为零)问:【来源:21cnj*y.co*m】
(1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?
(2)A点的电势是多少?
【答案】:(1)增加 1×10-6 J (2)100 V
【解析】:(1)因静电力做负功,则电荷的电势能增加.因无限远处电势能为零,所以电荷在A点具有的电势能为1×10-6 J.www.21-cn-jy.com
(2)A点电势为φA== V=100 V.
13.(7分)将一个电荷量为1.0×10-8 C的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.0×10-8 J,现将该电荷从A点移到B点,电场力做功1.0×10-8 J.试求电场中A、B两点的电势.(取无穷远处为零电势能点)
【答案】:-2 V -1 V
【解析】:由题意可知其电势能
EpA=2.0×10-8 J
φA==-2 V
又EpA-EpB=1.0×10-8 J
故EpB=1.0×10-8 J,φB==-1 V.
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静电场
电势能和电势 同步练习题
(考试时间为60分钟,试卷满分60分)
选择题(本题共10小题;每小题4分,共40分)
1.(多选)下列关于电势高低的判断,正确的是( )
A.负电荷从A移到B时,外力做正功,A点的电势一定较高
B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
D.正电荷只在电场力作用下从静止开始,由A移到B,A点的电势一定较高
2.关于等势面的说法,正确的是( )
A.电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用,所以说电场力不做功
B.在同一个等势面上各点的场强大小相等
C.两个不等电势的等势面可能相交
D.若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度能反映场强的大小
3.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则( )
A.b点的电场强度一定比a点大
B.电场线方向一定从b指向a
C.b点的电势一定比a点高
D.该电荷的动能一定减小
4.一个电量是q=0.2C的负电荷沿电场线从电场中的A移到B,已知A点的电势比B点的电势高,由此可知该过程电场力对电荷( )
A.做正功
B.由于不知AB两点的电势正负,无法知道电场力做功的正负
C.做负功
D.若A点电势为正,B点的电势为零,则电场力对电荷做正功
5.(多选)如图所示,分别在M、N两点固定放置两个点电荷+Q和-q(Q>q),以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。下列说法正确的是
A.A点电势低于B点电势B.A点场强大于B点场强
C.将某正电荷从C点移到O点,电场力做负功D.将某正电荷从O点移到D点,电势能增加
6.关于静电场,下列说法正确的是( )
A.电势等于零的物体一定不带电
B.电场强度为零的点,电势一定为零
C.同一电场线上的各点,电势一定相等
D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加
7.如图所示,高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射,实线表示α粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N点离核最近,Q点比M点离核更远,则( )21世纪教育网版权所有
A.α粒子在M点的速率比在Q点的大
B.三点中,α粒子在N点的电势能最大
C.在重核产生的电场中,M点的电势比Q点的低
D.α粒子从M点运动到Q点,电场力对它做的总功为负功
8.设电荷只受电场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.负电荷只能朝着电势能减小的地方运动
B.正电荷只能朝着电势低的地方运动
C.初速度为零的负电荷一定朝着电势能增大的地方运动
D.初速度为零的正电荷一定朝着电势降低的地方运动
9.一点电荷仅受电场力作用,由A点无初速度释放,沿直线先后经过电场中的B点和C点.如图所示,点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB和EC表示,则EA、EB、EC间的关系可能是( )21教育网
A.EA>EB>EC或EA>EC>EB
B.EAC.EAEB>EC
D.EA>EC>EB或EA 10.如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定( )
A.M点的电势小于N点的电势
B.粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
C.粒子在M点的速度大于在N点的速度
D.粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
二、解答题(本题共3小题,共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。)
11.(7分)一匀强电场,场强方向是水平的.一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度的大小为v0,在静电力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差.21cnjy.com
12.(6分)将带电荷量为1×10-8 C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功1×10-6 J,(取无限远处电势为零)问:21·cn·jy·com
(1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?
(2)A点的电势是多少?
13.(7分)将一个电荷量为1.0×10-8 C的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.0×10-8 J,现将该电荷从A点移到B点,电场力做功1.0×10-8 J.试求电场中A、B两点的电势.(取无穷远处为零电势能点)