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1、电势能 电势与电势电势能 电势与电势 1下列说法中正确的是( ) A正电荷放于电势越低处，电势能越小 B负电荷放于电场线越密处，电势能越小 C正电荷由电势低处移到电势高处，电场力做正功 D负电荷沿电场线移动，电势能减小 解析：选 A.根据推论可知，正电荷放于电势越低处，电势能越小故 A 正确负电荷放于 电场线越密处，电场强度越大，受到的电场力大，但电势能不一定越小故 B 错误正电荷 由电势低处移到电势高处，电荷的电势能增加，则电场力做负功故 C 错误负电荷受到的 电场力的方向与电场线的方向相反，顺着电场线移动，负电荷电势能增大故 D 错误 2.电场线分布如图所示，电场中a、b两点的电场强度大小
2、分别为Ea和Eb， 电势分别为a和b，则( ) AEaEb，ab BEaEb，ab CEaEb，ab DEaEb，ab 解析：选 C.a、b两位置相比，a处电场线较b处稀疏，所以a处电场强度较b处电场强度 小一些，所以EaEb；沿着电场线方向电势降低，所以ab，正确选项为 C. 3 在电场中，A、B两点间的电势差UAB75 V，B、C两点间的电势差为UBC200 V， 则A、B、C 三点电势高低关系为( ) AABC BAAB DCBA 解析：选 C.因为UABAB75 V0，所以AB.又UBCBC200 V0，所 以BC.又UACUABUBC75 V(200 V)125 V0， 所以AC.则
3、CA B.故正确答案为 C. 4如图所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是( ) A甲图：离点电荷等距的a、b两点 B乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点 C丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点 D丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的a、b两点 解析 ： 选 B.电场强度是矢量，在甲图中，电势相同，电场强度大小相同，方向不同，A 项错 误；由等量异种点电荷电场线的特点可知两点的电场强度的大小和方向相同，且a、b两点 所在等势面电势为零，B 项正确；由等量同种点电荷的电场特点可知丙图中两点电场强度大 小相同，但方向相反，C 项错
4、误；图丁为匀强电场，电场强度处处相等，沿电场线方向电势 降低，所以a点的电势较高，D 项错误 5.如图所示，匀强电场电场线与AC平行，把108 C的负电荷从A点移到B点，电场力做 功6108 J，AB长 6 cm，AB与AC成 60角求： (1)场强方向； (2)设B处电势为 1 V，则A处电势为多少？ (3)电子在A点电势能为多少？ 解析：(1)将负电荷从A移至B，电场力做正功，所以所受电场力方向由A指向C.因为是负 电荷，场强方向与负电荷方向相反，所以场强方向由C指向A. (2)由WABEpAEpBq(AB)，得 AB V5 V. WAB q( 6 108 108 1) (3)电子在A点的
5、电势能EpAqA(1.61019 C)(5 V)81019 J. 答案：(1)由C指向A (2)5 V (3)81019 J 一、单项选择题 1下列说法正确的是( ) A最早提出用电场线描述电场的物理学家是富兰克林 B场强处处为零的区域内，电势一定处处相等 C电势降落的方向一定是场强方向 D同一电场中等势面分布越密的地方，电势一定越高 解析：选 B.最早提出用电场线描述电场的物理学家是法拉第，不是富兰克林，故 A 错 误场强处处为零的区域内，任意两点的电势差为零，则电势一定处处相等，故 B 正确电 势降落的方向不一定是场强方向，只有电势降落最快的方向才是场强方向，故 C 错误同一 电场中等差等
6、势面分布越密的地方，场强一定越大，但电势不一定越高，故 D 错误 2某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电 势分别为P和Q，则( ) AEPEQ，PQ BEPEQ，PQ DEPEQ.沿电场线方向电势降低， 故PQ，A 项正确 3 如图所示， 一圆环上均匀分布着正电荷， x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的 电场强度和电势的说法中正确的是( ) AO 点的电场强度为零，电势最低 BO 点的电场强度为零，电势最高 C从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高 D从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低 解析 ： 选 B.根据电场的对称性和电场的叠加
7、原理知，O点的电场强度为零在x轴上，电场 强度的方向自O点分别指向x轴正方向和x轴负方向， 且沿电场线方向电势越来越低， 所以O 点电势最高 在x轴上离O点无限远处的电场强度为零， 故沿x轴正方向和x轴负方向的电 场强度先增大后减小选项 B 正确 4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 解析 ： 选 A.在库仑力作用下， 电荷沿库仑力的方向运动， 静电
8、力做正功， 电势能减少， A 对， B 错整个运动过程中，物块的机械能先增加后减少，C 错由题意分析可知，小物块先加速 后减速，说明库仑力先是大于摩擦力，后又小于摩擦力，D 错 5空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等 势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的 4 个点则( ) AP、Q两点处的电荷等量同种 Ba点和b点的电场强度相同 Cc点的电势低于d点的电势 D负电荷从a到c，电势能减少 解析：选 D.由题中所给的等势面分布图是对称的及电场线与等势面垂直可得，P、Q两点应 为等量的异种电荷，A 错；a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，故 B
9、错；因P处为 正电荷，因此c点的电势高于d点的电势，C 错；因P处为正电荷，故Q处为负电荷，负电 荷从靠负电荷Q较近的a点移到靠正电荷P较近的c点时，电场力做正功，电势能减小，D 对 6如图所示，虚线为静电场中的等势面 1、2、3、4，相邻的等势面之间 的电势差相等， 其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作 用下运动，经过a、b点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV.当这一点电荷运动到 某一位置时，其电势能变为8 eV，它的动能应为( ) A8 eV B13 eV C20 eV D34 eV 解析：选 C.等势面 3 的电势为零，则电荷在该处的电势能也是零由于两相邻等势面的电
10、 势差相等，又知EkaEkb则a点的电势能可表示为2qU(U为相邻两等势面间的电势差)，b 点的电势能可表示为qU.由于总的能量守恒， 则有 ： Eka(2qU)EkbqU， 即 262qU5 qU，解得qU7 eV，则总能量为 7 eV5 eV12 eV，当电势能为8 eV 时，动能Ek12 eV(8 eV)20 eV. 二、多项选择题 7关于电势和电势能的说法正确的是( ) A在电场中电势高的地方，电荷在那一点具有的电势能也越大 B在电场中电势高的地方，放在那一点的电荷的电量越大，它所具有的电势能越大 C在正的点电荷电场中任意一点，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在负的
11、点电荷电场中任意一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 解析：选 CD.根据公式Epq可知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的 地方电势能小，由于不知电荷的正负，因此无法判断它在电势高的地方电势能的高低，故 A 错误；若放在同一点的电荷带电量为负值，电荷量大，则其具有电势能小，故 B 错误；在正 点电荷电场中的任意一点处，若选取无穷远处为 0 势能点，则此处的电势为正，则正电荷所 具有的电势能大于负电荷所具有的电势能；故 C 正确；在负点电荷电场中的任意一点处，若 选取无穷远处为 0 势能点， 则此处的电势为负， 则正电荷所具有的电势能小于负电荷所具有 的电势能，故
12、 D 正确 8电荷量为2.0108 C 的微粒先后经过电场中的A、B两点时，克服电场力做功 6.0 106 J，已知B点电势为 100 V，则( ) AA、B两点间的电势差为300 V BA点电势为200 V C微粒的电势能减少 6.0106 J D把电荷量为 2.0108 C 的负电荷放在A点时的电势能为 4.0106 J 解析 ： 选 ABD.A、B间的电势差为UAB V300 V，故 A 正确 ； 根据UABA WAB q 6 106 2 108 B，B100 V，得A200 V，故 B 正确 ； 微粒克服电场力做功 6.0106 J，则微粒 的电势能增加 6.0106 J，故 C 错误
13、；把电荷量为 2.0108 C 的负电荷放在A点时的电 势能为EpqA2.0108(200) J4106 J，故 D 正确 9.位于A、B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内的等势线分 布如图所示，图中实线表示等势线，则( ) Aa点和b点的电场强度相同 B正电荷从c点移到d点，静电力做正功 C负电荷从a点移到c点，静电力做正功 D正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大 解析：选 CD.等差等势面越密的地方，电场线越密，电场线的疏密表示电场的强弱；正电荷 从c点移到d点，静电力做负功，负电荷从a点移到c点，静电力做正功 ； 正电荷从e点沿 图中虚线移到f点，静电力先做正功，后做
14、负功，故电势能先减小后增大 10如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度地释放 带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则 从M到N的过程中( ) A小物块所受的静电力减小 B小物块的电势能可能增加 C小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功 DM点的电势一定高于N点的电势 解析：选 AC.Q为点电荷，由Fk，因rMrN，所以FNFM，A 正确；由小物块的初、末 Qq r2 状态可知，小物块从M到N的过程先加速再减速，这说明，物块在运动过程中沿斜面向下的 力在减小，而重力和摩擦力均为恒力，所以电荷间的库仑力为斥力，且库仑力做正功，电势 能减小，B 错
15、误；由功能关系可知，克服摩擦力做的功等于电势能的减少量和重力势能的减 少量之和，故 C 正确；因不知Q和物块的电性，无法判断电势高低，D 错误 三、非选择题 11 如图， 在匀强电场中， 电场线与水平方向的夹角为， 有一质量为m， 带电量为q的带电小球， 用长为L的细线悬挂于O点， 当小球静止时， 细 线OA恰好呈水平状态(重力加速度为g) (1)求电场强度的大小 (2)若用外力使小球绕O点做半径为L的圆周运动沿圆弧(图中虚线)从A点运动到O点正下 方的B点，求此过程中电场力对小球做的功 解析：(1)小球静止在A点时，根据平衡方程得： qEsin mg0 则匀强电场的场强为：E. mg qsi
16、n (2)小球沿圆弧从A运动到B的过程中，沿电场线方向发生的位移为：sLcos Lsin 根据功的定义式可知，该过程中电场力做的功为： WABqE(Lcos Lsin )cos 180 WABqE(Lcos Lsin ) 则：WABmgL. ( cos sin 1) 答案：(1) (2)mgL mg qsin ( cos sin 1) 12 将电荷量为6106 C的负电荷从电场中A点移到B点， 克服电场力做了3105 J的功， 再将该电荷从B点移到C点，电场力做了 1.2105 J 的功，则AC两点间的电势差是多少？ 解析 ：AB间的电势差UABV5 V，BC间的电势差UBC WAB q 3 105 6 106 WBC q 1.2 105 6 106 V2 V所以UACUABUBC3 V故AC间的电势差为 3 V. 答案：3 V