2.2 电势与等势面 —鲁科版高中物理选修3-1 作业

第2节
电势与等势面
作业
1．(多选)在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点的物理量相同的是(　)
A．电场强度
B．同一电荷所受电场力的大小
C．电势
D．同一电荷具有的电势能
2．在静电场中,将一正电荷从A点移到B点,静电力做了负功,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少
3.
将一正电荷从无穷远处移至电场中M点,静电力做功为6.0×10-9
J,若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处,静电力做功为7.0×10-9
J,则M、N两点的电势φM、φN有如下关系(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
A.φM<φN<0
B.φN>φM>0
C.φN<φM<0
D.φM>φN>0
4.下列说法中正确的是(　　)
A.沿电场线的方向,电场强度一定越来越小
B.沿电场线的方向,电势一定越来越低
C.电荷沿电场线方向移动,电势能逐渐减小
D.在静电力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动
5.(多选)有一带电粒子沿图中的AB曲线穿过一匀强电场，a、b、c、d均为匀强电场中的等势面，且电势φa<φb<φc<φd，若不计粒子所受重力，那么(　　)
A．粒子一定带负电
B．粒子的运动轨迹是抛物线
C．从A点运动到B点粒子的电势能增加
D．粒子的动能和电势能之和在运动过程中保持不变
6.
如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块．由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止．在物块的运动过程中，下列表述正确的是(　　)
A．两个物块的电势能逐渐减少
B．物块受到的库仑力不做功
C．两个物块的机械能守恒
D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
7.(多选)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有(　　)
A．粒子带负电荷
B．粒子的加速度先不变，后变小
C．粒子的速度不断增大
D．粒子的电势能先减小，后增大
8.如图所示，在点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，先把＋q的试探电荷依次放在三点上，然后把－q的试探电荷依次放在三点上，关于电荷的电势能的说法正确的是(　　)
A．放上＋q时，EpA＞EpB＞EpC
B．放上＋q时，EpA＜EpB＜EpC
C．放上－q时，EpA＞EpB＞EpC
D．无论放＋q，还是－q，EpA＜EpB＜EpC
9.一正点电荷仅在电场力作用下，从A点运动到B点，其速度大小随时间变化的图象如图所示，下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势的高低的判断，正确的是(　　)
A．EA>EB，φA>φB
B．EA＝EB，φA＝φB
C．EAφB
D．EA10.(多选)如图所示,图中的实线表示电场线,虚线表示只受静电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点的电势高于N点的电势
B.M点的电势低于N点的电势
C.粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力
D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
11.将一个电荷量为-2×10-8
C的点电荷,从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10-8
J,则M点电势能=　　　　J,M点电势φM=　　　　V。若将该电荷从M点移到N点,静电力做功14×10-8
J,则N点电势φN=　　　　V。?
12．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，要克服电场力做功1×10－6
J，问：
(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？
(3)若电场力可以把带电荷量为2×10－8
C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？电场力做了多少功？(取无限远处为电势零点)
参考答案：
1、答案：CD
解析：电场强度、电场力都是矢量，有方向，在以点电荷为球心的球面上的各点，这两个量的大小相同但方向都不同，电势、电势能是标量，在球面上的各点上，同一电荷所具有的电势能以及电势都是相同的。
2、答案：C
解析：从A到B,静电力对正电荷做负功,该电荷电势能增加,qφA3、答案：C
解析：取无穷远处电势φ∞=0。对正电荷有W∞M=0-EpM=-qφM,φM==-
V;对负电荷有WN∞=EpN-0=-qφN,φN==-
V,所以φN<φM<0,选项C正确。
4、答案：B
解析：电场线的方向就是电场强度的方向,同时也是电势降低的方向,但不一定是电场强度减小的方向,故选项A错,选项B对。只有沿电场线方向移动正电荷,电荷电势能才减小,负电荷则相反,故选项C错。因为不知道电荷的初速度,所以选项D错。
5、答案：ABD
解析：由题意知电场方向竖直向下，由曲线运动的特点知粒子受力方向竖直向上，故粒子带负电．在运动过程中粒子只受到电场力作用，且大小、方向都不变，与抛体运动类似，故其轨迹为抛物线，且动能与电势能之和不变，在从A运动到B的过程中，电场力做正功，所以电势能减小．
6、答案：A
解析：电势能的增、减取决于电场力做功的正、负，两滑块由静止释放，电场力做正功故电势能减少，A正确．
7、答案:AB
解析:电场线与等势面垂直，可知右侧虚线上方电场线斜向右上方偏，而粒子向下偏，说明粒子带负电，故A正确；等势面的疏密表示电场强度的大小，故B正确；粒子在左侧做减速运动，故C错误；粒子所受的电场力一直做负功，电势能增加，D错误．
8、答案:A
解析:由电场线方向可知电势φA＞φB＞φC，又由电势能Ep＝qφ可知，放＋q时，EpA＞EpB＞EpC，放－q时，EpA＜EpB＜EpC，A对，B、C、D错．
9、答案:B
解析:由v－t图象，电荷速度大小不变，电场力不做功，正点电荷只在电场力作用下沿等势面运动，因此可以确定B正确．
10.答案:B
解析:沿着电场线的方向电势降低,故选项A对,选项B错;电场线越密,电场强度越大,同一粒子受到的静电力越大,故选项C错;粒子从M点到N点静电力做正功,所以电势能减小,所以选项D对。
11、解析由WSM=EpS-EpM,得EpM=EpS-WSM=4×10-8
J
由EpM=qφM,得φM=V=-2
V
WMN=EpM-EpN,得EpN=EpM-WMN=-10×10-8
J
由EpN=qφN得φN=V=5
V。
答案4×10-8　-2　5
12.解析:(1)电场力做负功，电荷的电势能增加，因无限远处电势能为零，电荷在A点具有的电势能为1×10－6
J.
(2)A点的电势为：φA＝＝V＝100V.
(3)从低电势到高电势电场力做正功，说明电荷带负电，电场力做功为：
W2＝2W1＝2×10－6
J.
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