静电场1.4电场能的性质测试题Word版含解析

静电场　电场能的性质测试题
1．(多选)某电场中，点电荷从a点移到b点，电场力做功为零，则(　　)
A．a、b两点的场强一定相等
B．a、b两点间的电势差一定为零
C．a、b两点的电势一定相等
D．电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向
答案　BC
解析　电荷在电场中移动的过程中，电场力做功为零，则其电势能不变，电荷在初、末两位置的电势能相等，因此电荷所在的初、末两位置的电势相等，两点的电势差一定为零，但初、末两位置间场强不一定相等。虽然电场力做功为零，但不一定在移动时电荷运动方向总是与电场力方向垂直，因为电场力做功为零可以由多种可能的运动路径造成。故选B、C。
2．(多选)关于电势和电势能的说法正确的是(　　)
A．电荷在电场中电势越高的地方电势能也越大
B．电荷在电场中电势越高的地方，电荷量越大，所具有的电势能也越大
C．在正点电荷电场中的任意一点处，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能
D．在负点电荷电场中的任意一点处，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能
答案　CD
解析　沿电场线方向电势越来越低，正电荷的电势能越来越小，负电荷的电势能却越来越大，所以A、B错。在正点电荷的电场中任意一点的电势为正，根据Ep＝qφ可得：正电荷所具有的电势能为正，而负电荷所具有的电势能为负，所以C对；同理D对。
3．在静电场中，一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV(1 eV＝1.6×10－19 J)，则以下说法中正确的是(　　)
A．电场强度的方向一定由b沿直线指向a
B．a、b两点间电势差Uab＝5 V
C．电子的电势能减少5 eV
D．电子的电势能减少5 J
答案　C
解析　电场强度的方向与运动路径无关，A错；Uab＝＝＝－5 V，B错；静电力做5 eV的正功，电势能减少5 eV，C对，D错。
4．(多选)如果在某电场中将5.0×10－8 C的电荷由A点移到B点，电场力做功为6.0×10－3 J，那么(　　)
A．A、B两点间的电势差是1.2×105 V
B．A、B两点间的电势差是3.0×10－10 V
C．若在A、B两点间移动2.5×10－8 C的电荷，电场力将做3.0×10－3 J的功
D．若在A、B两点间移动1.0×10－7 C的电荷，电场力将做3.0×10－17 J的功
答案　AC
解析　A、B两点间的电势差UAB＝＝ V＝1.2×105 V，故A正确，B错误。在A、B两点间移动2.5×10－8 C的电荷时，A、B间的电势差不变，则电场力做功为WAB′＝q′UAB＝2.5×10－8×1.2×105 J＝3.0×10－3 J，故C正确。同理，D错误。
5.
(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知(　　)
A．三个等势面中，a的电势最高
B．带电质点通过P点时电势能较大
C．带电质点通过P点时动能较大
D．带电质点通过P点时加速度较大
答案　BD
解析　由轨迹QP可以确定质点的受力方向，由于该质点带正电，所以可以判断P点电势高。由Q到P，电场力做负功，电势能增加，故质点在P点电势能较大，动能较小，由于P处等差等势面密集，所以P点电场强度较大，带电质点在P点所受电场力较大，所以带电质点通过P点时加速度较大。故选B、D。
6.
(多选)等量异号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的a点沿直线移动到b点，再从b点沿直线移动到c点，则检验电荷在此全过程中(　　)
A．所受电场力的方向不变
B．所受电场力的大小恒定
C．电势能一直减小
D．电势能先不变后减小
答案　AD
解析　ab连线是等量异号点电荷电场的等势线，而ab和bc上合电场的场强方向都是垂直ab连线向下的，检验电荷在a→b过程中电场力方向始终竖直向上，与在c点相同，A对；沿ab方向越靠近两点电荷的连线，电场线越密，场强越大，所受电场力越大，B错；从a→b电场力不做功，从b→c电场力做正功，电势能先不变后减小，C错，D对。
7.
一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则(　　)
A．粒子一定带正电
B．粒子的运动是匀变速运动
C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大
D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大
答案　B
解析　由于φa>φb>φc>φd，所以电场线垂直于等势面由a指向d，根据电荷运动规律可知其受力由d指向a，即该粒子带负电，从A点到B点的运动过程中，电场力做正功，粒子的动能增大，电势能减小。故选B。
8.
如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则(　　)
A．Wa＝Wb，Ea＞Eb B．Wa≠Wb，Ea＞Eb
C．Wa＝Wb，Ea＜Eb D．Wa≠Wb，Ea＜Eb
答案　A
解析　同一幅图中电场线的疏密程度可表示电场强度大小，a点处的电场线比b点处的密集，可知Ea>Eb，C、D错误；a、b两点处于同一等势面，电子从a、b两点运动到c点，根据W＝qU，由于Uac＝Ubc，所以电场力做的功相等，B错误，A正确。
9．(多选)如图所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则(　　)
A．带电粒子带负电
B．a、b两点间的电势差Uab＝
C．b点场强大于a点场强
D．a点场强大于b点场强
答案　ABC
解析　带电粒子由a点到b点的过程中，重力做正功，而粒子运动到b点时动能没有增大，说明电场力做负功。根据动能定理有：mgh－qUab＝0，解得a、b两点间电势差为Uab＝。因为a点电势高于b点电势，Uab>0，所以粒子带负电，A、B正确。带电粒子由a点运动到b点过程中，在重力和电场力的共同作用下，先加速运动后减速运动。因为重力为恒力，所以电场力为变力且b点场强大于a点场强。C正确，D错误。
10.
如图所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻等势面间距离均为2 cm，已知UAC＝60 V，求：
(1)设B点电势为零，求A、C、D、P点的电势；
(2)将q＝－1.0×10－10 C的点电荷由A移到D，电场力所做的功WAD；
(3)将q＝1.0×10－10 C的点电荷由B移到C，再经过D
最后回到P，电场力所做的功WBCDP。
答案　(1)30 V　－30 V　－60 V　0　(2)－9.0×10－9 J　(3)0
解析　(1)由题意可知φP＝φB＝0，
UAC＝60 V，UAB＝UBC，所以UAB＝φA－0＝30 V。
则φA＝30 V，同理φC＝－30 V，φD＝－60 V。
(2)WAD＝qUAD＝q(φA－φD)＝－9.0×10－9 J。
(3)由于电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关，所以做功为WBCDP＝qUBP＝0。