1、【金版教程】2016 年高中物理 1.4 电势能和电势课时精炼 新人教版选修 3-11. 2015甘肃兰州一中考试下列关于电场强度和电势的叙述正确的是( )A. 在匀强电场中,场强处处相同,电势也处处相等B. 在正点电荷形成的电场中,离点电荷越远,电势越高,场强越小C. 等量异种点电荷形成的电场中,取无限远处为电势零点,两电荷连线中点的电势为零,场强不为零D. 在任何电场中,场强越大的地方,电势也越高答案:C解析:在匀强电场中,场强处处相同,沿电场方向电势在降低,故 A错;在正点电荷形成的电场中,离电荷越近,电势越高,电场线越密,场强越大,故 B错;由等量异种电荷形成的电场线的特点知,其中垂线
2、为等势面,电势与无穷远处相同,故 C对;在任何电场中,沿电场方向电势降低,电势高低与电场大小无关,故 D错。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,等势面处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。
3、3. 若带正电的小球只受电场力的作用,则它在任意一段时间内( )A. 一定沿着电场线由高电势向低电势运动B. 一定沿着电场线由低电势向高电势运动C. 不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动D. 不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动答案:D解析:由于小球的初速度无法确定,所以小球可能沿电场线方向做加速运动,也可能逆着电场线的方向做减速运动,还可能做曲线运动,其运动方向无法确定,选项 D正确。4. 如图所示,电场中 a、 b、 c三点, ab bc,则把点电荷 q从 a点经 b点移到 c点的过程中,电场力做功的大小关系有( )A. Wab Wbc B. Wab WbcC. Wa
4、b Wbc D. 无法比较答案:C解析:由电场线的疏密可知, a点的场强最小, c点的场强最大,位移相同时,电荷在bc段受到的平均电场力大,所以有 Wab Wbc,故 C正确。5. (多选)如图所示,固定在 Q点的正点电荷的电场中有 M、 N两点,已知 M EA,所以粒子的加速度 aBaA;由定性画出的等势面(如图中虚线所示),并根据沿电场线方向电势降低,可知电势 A B;由粒子运动轨迹的弯曲趋向可知电场力做正功,所以动能、电势能的变化情况为 EkBEkA, EpB d,所以 b c,选项 B正确;由于电场线不是平行等间距直线,所以金属板不能看做匀强电场,选项 C错误;由于有的电场线不是直线,
5、所以电荷不一定沿电场线运动,选项 D错误。11. 如果把 q1.010 8 C的电荷从无穷远处移到电场中的 A点,需要克服电场力做功 W1.210 4 J,那么:(1)q在 A点的电势能和 A点的电势各是多少?(2)q在未移入电场前 A点的电势是多少?答案:(1)1.210 4 J 1.210 4 V (2)1.210 4 V解析:(1)电场力做负功,电势能增加,无穷远处的电势为零,电荷在无穷远处的电势能也为零,电势能的变化量等于电场力做的功,即 WA Ep EpA0 EpA。所以 EpA W A W1.210 4 J, A V1.210 4 V。EpAq 1.210 41.010 8(2)A
6、点的电势是由电场本身决定的,跟 A点是否有电荷存在无关,所以 q在移入电场前, A点的电势仍为 1.2104 V。12. 如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆 AC与半径为 R的圆周交于 B、 C两点,在圆心处有一固定的正点电荷, B点为 AC的中点, C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为 q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从 A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为 g, A点距过 C点的水平面的竖直高度为 3R,小球滑到 B点时的速度大小为 2。求:gR(1)小球滑至 C点时的速度大小;(2)若以 C点作为参考点(零电势点),试确定 A点的电势。答案:(1) vC (2)7gR mgR2q解析:(1)因为 B、 C两点电势相等,故小球从 B到 C的过程中电场力做的总功为零,由几何关系可得 BC的竖直高度 hBC ,根据动能定理有 mg ,解得 vC3R2 3R2 mv2C2 mv2B2。7gR(2)小球从 A到 C,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有 mg3R W 电 mv ,12 2C得 W 电 mgR,电场力做正功,电势能减小。又因为 C点为零电势点,所以电荷 q在 A点12有电势能 EpA mgR,有 A 。12 EpA q mgR2q