高二物理粤教版选修3-1 检测题 第一章 第四节 电势和电势差 Word版含解析

1.如图所示，电场中有a、b两点，则下列说法中正确的是(　　)
A．电势φa<φb，场强EaB．电势φa>φb，场强Ea>Eb
C．将电荷－q从a点移到b点电场力做负功
D．将电荷－q分别放在a、b两点时具有的电势能Epa>Epb
解析：电场线越密的地方电场强度越大，所以场强Eaφb，故A、B错误；将－q电荷从A点移动到B点所受电场力和电场线方向相反，电场力做负功，故C正确；将－q电荷从A点移动到B点所受电场力和电场线方向相反，电场力做负功，电势能增加，所以将电荷－q分别放在a、b两点时具有的电势能Epa答案：C
2．(多选)关于静电场的电场强度和电势，下列说法中正确的是(　　)
A．电场强度的方向处处与等电势面垂直
B．电场强度为零的地方，电势也为零
C．随着电场强度逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度的方向总是指向该点电势降落最快的方向
解析：由于电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，故电场强度的方向与等势面垂直，A项正确；电场强度为零的地方电势不一定为零，如等量同种正电荷连线的中点处的电场强度为零，但电势大于零，B项错误；电场强度的大小与电场线的疏密有关，而沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线的疏密与电场线的方向没有必然联系，C项错误；任一点的电场强度方向总是和电场线方向一致，沿电场线的方向是电势降落最快的方向，D项正确．
答案：AD
3．在地面上插入一对电极M和N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场．恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点．下列说法中正确的是(　　)
A．P点场强比Q点场强大
B．P点电势比Q点电势高
C．P点电子的电势能比Q点电子的电势能大
D．电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变
解析：电场线密的地方电场强度大，所以P点场强比Q点场强小，故A错误；沿电场线方向电势降低，所以P点电势一定高于Q点电势，故B正确；将电子从P点移到Q点，电场力做负功，电子的电势能增加，电子在Q点的电势能大，C错误；由于该电场是非匀强电场，E是变化的，由F＝qE可知，电子所受的电场力是变化的，故D错误．
答案：B
4.如图所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动到b点恰好速度为零，下列说法中正确的是(　　)
A．带电质点在a点受的电场力向上，在b点受的电场力向下
B．a点的电势比b点的电势低
C．a点的电场强度比b点的电场强度小
D．带电质点在a点的电势能比在b点的电势能大
解析：带电质点受两个力：重力和电场力．根据题意，开始时电场力大于重力，且方向向上．因为在一根电场线上，所以这两点的电场力方向都向上，故A错误；沿电场线方向电势逐渐降低，因为不知道电场的方向，所以无法判断电势的高低，B错误；在a点，电场力大于重力，到b点速度恰好为零，可知先加速后减速，所以b点所受的电场力小于重力，所以a点的电场强度比b点的电场强度大，C错误；电场力做正功，电势能降低，所以带电质点在a点的电势能比在b点的电势能大，D正确．
答案：D
5．根据如图所示电场线，可判定(　　)
A．该电场一定是匀强电场
B．A点的电势一定低于B点的电势
C．负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大
D．负电荷放在B点所受电场力方向向右
解析：由题图可知，该电场线为直线，在我们常接触的电场中，匀强电场的电场线为直线，但点电荷的电场线也是直线，故选项A错误；电势的高低可根据电场线的方向由高电势指向低电势判断，则φA＞φB，故选项B错误；由于φA＞φB，故正电荷在A点的电势能大，而负电荷在B点的电势能大，故选项C正确；负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反，故选项D错误．
答案：C
B级　提能力
6.如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是(　　)
A．1、2两点的场强相等
B．1、3两点的场强相等
C．1、2两点的电势相等
D．2、3两点的电势相等
解析：根据电场线的疏密判断电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大，所以E1＞E2，E1＞E3，A、B均错误；电势是标量，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，且在同一等势面上电势相等，所以φ1＞φ2，φ2＝φ3，C错误，D正确．
答案：D
7.(多选)在金属球壳的球心有一个正点电荷，球壳内外的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．M点的电场强度比K点的大
B．球壳内表面带负电，外表面带正电
C．试探电荷－q在K点的电势能比在L点的大
D．试探电荷－q沿电场线从M点运动到N点，电场力做负功
解析：电场线的疏密程度表示场强的强弱，所以M点的电场强度比K点的大，故A选项正确；因为金属球壳的球心有一个正点电荷，根据静电感应规律，负电荷受到正电荷的吸引力聚集在球壳内部，球壳外部有多余的正电荷，所以球壳内表面带负电，外表面带正电，故B选项正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，K点的电势比L点的电势高，根据电势能的公式，试探电荷－q的电势能：Ep＝φ(－q)，所以试探电荷－q在K点的电势能比在L点的小，故选项C错误；试探电荷－q的受力方向与场强方向相反，所以沿电场线从M点运动到N点，电场力做负功，故选项D正确．
答案：ABD
8．将一正电荷从无穷远处移至电场中M点，电场力做功为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，电场力做功为7.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN的关系是(　　)
A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0
C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0
解析：取无穷远处电势φ∞＝0.
对正电荷：W∞M＝0－EpM＝－qφM，
φM＝＝；
对负电荷：WN∞＝EpN－0＝－qφN，
φN＝＝；
所以φN＜φM＜0，选项C正确．
答案：C
9．(多选)两个等量的点电荷固定在A、B两点，周围电场的等势线分布如图中实线所示，a、b、c、d为等势线上的四点，已知c点电势比d点电势高，a、c两点关于A、B连线中点O对称，则下列说法正确的是 (　　)
A．A、B两点处的点电荷均带正电
B．a、b、c、d四点中，a点的电势最低
C．a、c两点的场强大小相等，方向相同
D．一个电子从a点移到d点电场力做正功
解析：题图为等量异种点电荷电场的等势线分布，A错误；c点电势比d点电势高，故AB连线为该电场的一条电场线，场强方向向左，即B点处点电荷带正电，A点处点电荷带负电，a、b、c、d四点中，由沿电场线方向电势逐渐降低可知，b点的电势最低，B错误；根据对称性及等量异种电荷电场线分布特点可知a、c两点的场强大小相等，方向相同，C正确；一个电子从a点移到d点，电场力做正功，电势能减小，D正确．
答案：CD
10.在电场中一条电场线上有A、B两点，如图所示．若将一负电荷q＝2.0×10－7 C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10－4 J.
(1)求电场方向；
(2)求A、B两点的电势差，并指出哪一点电势高？
(3)在这一过程中，电荷的电势能怎样变化？
(4)如在这一电场中有另一点C，已知UAC＝500 V，若把这一负电荷从B移至C，电场力做多少功？是正功还是负功？
解析：(1)场强方向水平向右．
(2)沿电场方向电势降低，故φA>φB，
UAB＝＝ V＝2 000 V.
(3)ΔEp＝－W＝4.0×10－4 J，故电势能增加了4.0×10－4 J.
(4)因为UAB＝2 000 V，UAC＝500 V，
所以UBC＝UAC－UAB＝－1 500 V，
故WBC＝qUBC＝－2.0×10－7×(－1 500) J＝3.0×10－4 J.
答案：见解析
11．如图所示，倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中，在斜面上某点以初速度v0水平抛出一个质量为m的带正电小球，小球受到的电场力与重力相等，地球表面重力加速度为g，设斜面足够长，求：
(1)小球经多长时间落到斜面上．
(2)从水平抛出至落到斜面的过程中，小球的电势能减少了多少？
解析：(1)小球在运动过程中，根据牛顿第二定律，得
Eq＋mg＝ma，
又Eq＝mg，得a＝2g.
又由于小球做平抛运动，得
竖直方向：y＝at2，
水平方向：x＝v0t，
又＝tan θ，
联立解得t＝.
(2)y＝at2＝×2g×＝tan2 θ,g)，
电场力做正功，电势能减小，有
ΔEp＝－W电＝－Eqy＝－mgy＝－mvtan2 θ.
答案：(1)　(2)mvtan2 θ