1、试卷第 1 页，总 4 页2017-2018 学年度人教版选修 3-1 1.4 电势能和电势 作业（2 ）1关于电场强度，说法正确的是A. 单位是伏特B. 大小与试探电荷在电场中受到的电场力正正比，与试探电荷所带的电荷量成反比C. 方向与试探电荷所受的电场力方向一致D. 等差等势面越密的区域电场强度越大2电场中有 A、B 两点，将一电荷量为 的试探电荷从电场中的 A 点移q=+3.21019C至 B 点，克服电场力做功为 ，则 A、B 两点间的电势差 UAB 等于6.41020JA. 0.5V B. 0.2V C. -0.5V D. -0.2V3某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示，下列说
2、法正确的是A. a 点的电势高于 b 点的电势B. 若将一正试探电荷由 a 点移到 b 点，电场力做负功C. c 点的电场强度大于 d 点的电场强度D. 负试探电荷在 c 点电势能小于它在 d 点的电势能4如图所示的匀强电场中，一个电荷量为 q 的正点电荷，沿电场线方向从 A 点运动到B 点，A、B 两点间的距离为 d.在此过程中电场力对电荷所做的功为 W，则 A 点的电场强度的大小为( )A. B. qWd C. D. Wdq Wqd qdW5一电子只在电场力作用下沿 x 轴正方向运动，其电势能 EP 随位移 x 变化的关系如图所示，其中 0x1 段是曲线，x 1x 2 段是平行于 x 轴的
3、直线， x2x3 段是倾斜直线，下列说法正确的是试卷第 2 页，总 4 页A. 从 0 到 x1 电势逐渐降低B. x2 处的电势比 x3 处高C. x1x 2 段电场强度为零D. x2x 3 段的电场强度减小6在如图所示的坐标系中，弧 AC 是以 B 点为圆心、BA 为半径的一段圆弧，OB=L,OC=2L.D 为 OC 的中点，在 D 点固定一电荷量为 Q 的带正电的点电荷。已知静电力常量为 k,下列说法正确的是A. 弧 AC 上电势最高的一点处的电场强度为kQ(7210)L2B. 弧 AC 上还有一点与 C 点的电势相同C. 弧 AC 上还有一点与 C 点的电场强度相同D. 电子从 A 点
4、沿着圆弧运动到 C 点，电势能先减小后增大7相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可看做是匀强电场，其电场线分布如图所示一个带粒子只在电场力作用下沿图中轨迹穿过该电场，则从 a 运动到 d 的过程中，下列说法正确的是( )A. 粒子的速度一定在增大B. 粒子带负电C. 粒子在 a 点的电势能大于 d 点电势能D. 粒子的加速度先变大再不变后变小8有一种电四极子的电荷分布如图所示，在正方形的顶点上分别有两个电量为+q 和两个电量为-q 的点电荷。O 点为正方形中心，a、b、 c、d 为正方形四条边的中点，电量为-Q 的点电荷位于 Oc 延长线上，下列说法正确的是（ ）
5、A. 场强的大小关系有 bdE试卷第 3 页，总 4 页B. 电势的高低关系有 bdC. 将一正点电荷沿直线由 a 移动到 c 的过程中电势能逐渐减小D. 将一正点电荷沿直线由 b 移动到 d 的过程中电势能始终不变9如图所示，在Q 形成的电场中，有 a、b、c 三点，它们到点电荷的距离为rarbrc，且 Uab Ubc.则( )A. a 点电势高于 c 点电势B. a 点场强比 c 点场强大C. 同一负电荷放在 c 点比放在 a 点的电势能大D. 同一负电荷由 a 点移到 b 点与由 b 点移到 c 点电场力做功相同10某负点电荷 Q 产生的电场中的一条电场线如图所示，A、 B 为电场线上的
6、两点以下判断正确的是( )A. A、B 两点电场强度的大小关系是 EA EBB. B 点的电场强度方向由 B 指向 AC. 质子由 A 点移动到 B 点电场力做负功D. 质子由 A 点移动到 B 点电场力做正功11在电场中把 2.010-9C 的正电荷从 A 点移动到 B 点电场力做了 1.010-7J 的正功求：（1）AB 间的电势差；（2）选 B 点为零电势参考点，A 点的电势；12如图所示 A、B 为一正点电荷 Q 在真空中所形成的电场中的两个点，已知 A 点与场源电荷 Q 的距离为 r。若一质量为 m 带电量为+ q 的检验电荷从 A 点移动到 B 点过程中电场力所做的功为 WAB，静
7、电力常量为 k，求：（1）电场中 A 点的电场强度 EA；（2）电场中 A、B 两点间的电势差 UAB；（3）若检验电荷从 A 到 B 过程中只受电场力作用，求该电荷动能的改变量 Ek。13某静电场的等势面如图所示，A、B、C 分别为等势面上的三个点，其电势分别为10V、8V 和 6V。(1)在图中画出电场线的大致分布；试卷第 4 页，总 4 页(2)若将一电子（电荷量为 e）从 A 点移到 C 点，求电场力做的功 W 及电势能的变化量EP；(3)若另一电子仅在电场力的作用下从 A 点经 B 点运动到 C 点，且已知经过 B 时的动能为 10eV，求电子到达 C 点时的动能 EKC。（提示：在
8、研究微观粒子时常用电子伏特(eV)做能量的单位。1eV 等于一个电子经过 1V电压加速后所增加的动能）14为研究一均匀带电球体 A 周围静电场的性质，小华同学在干燥的环境中先将 A 放在一绝缘支架上（如图甲所示） ，再将另一小球 B 用绝缘细线悬挂在玻璃棒上，调节玻璃棒的高度，使两个球的球心在同一水平线上。当 B 球稳定于 P 点时，细线与竖直方向的夹角为 。已知小球 B 的质量为 m，所带电荷量为-q，且 q 远小于球 A 所带的电荷量，球 A 与球 B 之间的距离远大于两球的半径。（1）根据上述信息 求：A 球激发的电场在 P 点的方向A 球激发的电场在 P 点的场强大小 E0（2）现缓慢
9、移动铁架台，并调节玻璃棒的高度，使小球 B 从 P 点沿水平方向逐步移动到 Q 点，用刻度尺测出 P 点正右方不同位置到 P 点的距离 x，并采取上述方法确定出该位置对应的电场强度 E，然后作出 E-x 图象，如图乙所示，x 轴上每小格代表的距离均为 x0，且为已知量。根据图象估算 P、Q 两点间电势差 UPQ 的大小；根据图像定性说明 A 球正右方单位长度的电势差随 x 的变化情况。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 1 页，总 4 页参考答案1 D【解析】电场强度单位是伏特/米（V/m ）或者 N/C，选项 A 错误；电场强度与试探电荷所受的电场力以及试探电荷的电量
10、无关，选项 B 错误；电场强度的方向与正的试探电荷所受的电场力方向一致，选项 C 错误；等差等势面越密的区域电场线也密集，则电场强度越大，选项 D 正确；故选 D.2 D【解析】A、B 两点间的电势差为： ，故选 D。U=Wq=-6.41020+3.21019V=0.2V点睛：本题关键要掌握电势差的定义式 U=W/q，还要注意计算时，各个量均要代入符号进行计算3 B【解析】由沿电场线的方向电势降落和电场线与等势面垂直的特点，可知 a 点的电势低于b 点的电势，故 A 错误；由电势能的公式式 ：Ep=q，可得出 a 点的电势能低于 b 点的电势能，由电场力做功与电势能变化的关系，说明电场力做了负
11、功，故 B 正确；因为电场线的疏密表示电场的强弱，故 c 点的电场强度小于 d 点的电场强度，故 C 错误；c 点的电势低于 d 点，则负试探电荷在 c 点电势能大于它在 d 点的电势能，选项 D 错误；故选 B.点睛：解答本题要掌握：根据电场线的疏密判断电场强度的大小，根据电场力做功情况，判断电势能的变化；对于不在同一电场线上的两点在判断其电势高低时，可以通过等势线把它们移动到同一电场线上，然后根据沿电场线电势降低进行判断4 C【解析】电场力做功 W=Fd=qEd，得： 故选 C。E=Wqd5 AC【解析】从 0 到 x1 电子的电势能逐渐增加， 则电势逐渐降低，选项 A 正确；电子在 x2
12、 处的电势能较 x3 处的电势能较大，则 x2 处的电势比 x3 处低，选项 B 错误；E P-x 图线的斜率反映场强的大小，则由图像可知，x 1x 2 段直线的斜率为零，则电场强度为零，选项 C 正确；x2x 3 段的斜率不变，则电场强度不变，选项 D 错误；故选 AC.点睛：此题关键是知道负电荷在高电势点的电势能较小；E P-x 图线的斜率等于电荷所受的电场力，反映场强的大小.6 ABD【解析】连接 BD 并延长较圆弧 AC 与 P 点，此位置离+Q 位置最近，电势最高；由几何关系可知： ，由点电荷场强公式：DP=PBBD= 5L2L=( 52)L，选项 A 正确；由对称性可知，弧 AC
13、上还有一点到 D 点的距离EP=kQDP2= kQ(52)2L2= kQ(7210)L2与 C 点到 D 点的距离相同，即还有一点与 C 点的电势相同，电场强度的大小也相同，但是方向不同，选项 B 正确，C 错误；电子从 A 点沿着圆弧运动到 C 点，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，选项 D 正确；故选 ABD.点睛：此题关键是知道点电荷电场的特点，同时要知道电势是标量，只要距离点电荷的距离相等的位置电势就相同，而场强时矢量，要考虑大小和方向.7 CD【解析】根据板间粒子轨迹的偏转方向可知，粒子带正电。由于电场力的方向与电场线的切线方向相同，从图中可以看出粒子在 a 点时速度的方
14、向与电场线的方向之间的夹角大于90 度，所以在 a 点的附近，电场力做负功，所以粒子的动能先减小。故 AB 错误；根据顺本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 2 页，总 4 页着电场线方向电势降低，从图中可得，a 点的电势一定高于 d 点的电势，正电荷在 a 点的电势能大于在 d 点的电势能。故 C 正确；电场线的疏密表示电场的强弱，从图中可知，b点附近的电场线最密，且板间可认为是匀强电场，所以 b 点的场强最大，大于 a 点和 d 点的场强，所以粒子在 a 到 d 的过程中，受到的电场力先增大，再不变，后减小，根据牛顿第二定律，粒子的加速度先增大，再不变，后减小。故 D
15、 正确。故选 CD。点睛：该题考查电场线的特点，以及电场力做功与动能、电势能之间的关系图中可以看出粒子在 a 点时速度的方向与电场线的方向之间的夹角大于 90 度是解题的关键8 AC【解析】A. 各点电荷在 b、 d 两点产生的场强如图所示，按平行四边形合成规律可知，b 点的场强大于 d 点的场强，故 A 正确；B对两对等量的异种电荷产生的电场，b、d 连线是等势线。对于-Q 电荷，根据所产生电场的对称性，b、d 两点电势相等，所以 ，故 B 错误；bdC对两对等量异种电荷，a、c 连线是等势线，对于-Q 电荷，正点电荷沿直线由 a 移动到c 的过程中，电场力做正功，电势能逐渐减小，故 C 正
16、确；D对两对等量的异种电荷产生的电场，b、d 连线是等势线。对于-Q 电荷，正点电荷沿直线由 b 移动到 d 的过程中，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大， 故 D 错误。故选：AC点睛：根据点电荷产生的电场特点和矢量合成法则求解各个点的电场强度电荷在等势面上移动，电场力做功为 0根据电场力做功量度电势能的变化9 BD【解析】负电荷产生的电场线从无穷远出发到负电荷终止，沿着电场线方向电势降低，则a 点电势最低于 c 点电势，故 A 错误；由公式 知，a 点场强比 c 点场强大，故 B 正确；E=kQr2根据 ，c 点电势大于 a 点电势可知，同一负电荷放在 c 点比放在 a 点的电势能
17、小，故Ep=qC 错误；根据 W=Uq 且 Uab=Ubc，可知，同一负电荷由 a 点移到 b 点和由 b 点移到 c 点电场力做功相等，故 D 正确。所以 BD 正确，AC 错误。10 ABC【解析】由公式 知，E 与 r2 成反比，所以 EAE B，故 A 正确；根据电场线的分布从无E=kQr2穷远处出发到负电荷终止，可知 B 点的电场强度方向由 B 指向 A，故 B 正确；质子由 A 点移动到 B 点过程中，所受的电场力方向由 B 点到 A 点，电场力方向与位移方向相反，则电场力做负功，故 C 正确，D 错误。所以 ABC 正确，D 错误。11 （1）UAB=50V；（2）A=50V；本
18、卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 3 页，总 4 页【解析】 （1）AB 间的电势差： 791.0502ABWUVq（2）UAB=A-B=50V，B=0，则 A =50V12 （ 1） （2） （3）qU ABQkrq【解析】 （1）根据点电荷电场强度公式 E= ，那么电场中 A 点的电场强度 EA= ，其2kQr 2kQr方向背离正点电荷，即由 Q 指向 A，（2 ） WAB=qUAB，则有：U AB= Bq（3 ）根据动能定理，合力做功等于动能的变化，即该电荷动能的改变量 Ek=WAB=qUAB；点睛：解决本题的关键是知道点电场强度公式的内容运用电场力做功公式 W=
19、qU 分析时各个量均要代符号分析，注意动能定理的电场力做功的正负13 (1) (2)W-4eV, EP4eV (3)EKC8eV【解析】(1)根据电场线与等势线相互垂直，且电场线由电势高的等势面指向电势低的等势线，如图所示：(2) ，根据 ，所以 ；1064ACWeUeVACPWE4PACWeV(3)根据能量守恒可得： ，即 ，解得kBPkPE1086keV。8kCEeV14 （ 1）水平向右 tanmgq（2 ） 或 028PQEUx02.8PQExA 球正右方单位长度的电势差随 x 的增大而变小【解析】 （1）小球 B 在 P 点受到的电场力水平向右本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答
20、案仅供参考。答案第 4 页，总 4 页小球 B 在 P 点时处于平衡状态，设小球 B 所受电场力为 F0，细线的拉力为 T0，受力情况如图：由图可知： 0tanFmgP 点场强大小为： 0Eq解得： 0tang（2 ） 因 E-x 图象中图线与坐标轴所围的面积表示电势差的大小，所以可用图线与坐标轴所围成的图形中，小正方形的数目表示电势差的量值每 1 个小正方形的面积所代表的电势差 U0= x01EP、Q 两点间 E-x 图线与坐标轴所围面积约有 28（2630 ）个小正方形，所以电势差： UPQ=28U0= x0 或 UPQ =2.8 E0x028由 E-x 图线与坐标轴所围面积随 x 的变化情况可知，A 球正右方单位长度的电势差随 x 的增大而变小 点睛：此题关键要搞清 E-x 图像的物理意义，因 U=Ed 可知 E-x 图像围成的面积表示电势差.
