1、 高二物理电势与电势能练习题一、电场力的功1、特点:电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。2、计算方法（1）由公式 W=qEd（d 为电荷初末位置在电场方向上的位移）（2）由公式 （ 为电荷初末位置 AB 间电势差,注意下标的使用）ABWqUAB（3）由电场力做功和电势能的变化的关系： 分别是电荷电场中 A、B 两点(.ABPBPAWE的电势能）（4）由动能定理： K其 他 力电 场 力二、电势能1.电势能：电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能）2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点(通常选大地或无限远处)过程中电场力做的功。E PA=WA电场力做正功，电势能减少
2、；电场力做负功，电势能增加；电场力不做功，电势能不变。3.比较电势能的大小（1）场电荷判断法离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；检验负电荷的电势能越小.离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；检验负电荷的电势能越大.（2）电场线法正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大.负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小.（3）做功判断法无论正、负电荷，电场力做正功，电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.三、电势.定义： PA
3、为试探电荷在该点的电势能，q 为电荷量，可以带符号运算。EPA2.单位：伏特 V，1V=1J/ 3.电势是标量，有正负，但没有方向。规定大地或无限远电势为零。4.物理意义：描述电场能的特性，由场源电荷量和相对位置来决定，与是否放试探电荷无关。5.电势高低判断的三种方法(1)根据公式计算： ，带符号代入运算。qEPA(2)沿着电场线的方向电势是降低的，逆着电场线方向电势是升高的。(3)将 AB 和 q 带符号代入，根据 UAB 的正负判断、两点电势的高低，U AB= A- B。若 UAB，则 A B；若 UAB=，则 A= B；若 UABE2， 1 2 BE 1E2， 1 2 DE 1 BC C
4、F AFBFC，W ABFBFC，W AB BC9一个带正电的质点，电量 q=2.0109 C，在静电场中，由 a 点移到 b 点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为 6.0105 J，质点的动能增加了 8.0105 J，求a、b 两点间的电势差 Uab 为多少？10如图所示，竖直实线为电场线，质量为 m，电量为q 的质点 P 从电场边缘 A 射入电场，并沿直线 AB 从 B 飞出， AB 直线与电场线夹角为 ，A、B 两点相距为 d，则 A、B两点的电势差为多少？11如图所示，有一电子经电压 U0 加速后，进入两块间距为 d，电压为 U 的平行金属板间，若电子从两板正中间射入，且恰好能穿
5、出电场，求：（1）金属板的长度；（2）电子穿出电场时的动能. 12一束质量为 m、电量为 q 的带电粒子以平行于两极板的速度 v0进入匀强电场，如图所示。如果两极板间电压为 U，两极板间的距离为 d、板长为 L。设粒子束不会击中极板，求粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为多少？（粒子的重力忽略不计）13如图所示，相距为 d、水平放置的两块平行金属板 a、b，其电容量为 C，开始时两板均不带电，a 板接地且中央有孔，现将带电量为 q、质量为 m 的带电液滴一滴一滴地从小孔上方高处无初速地滴下，竖直落向 b 板，到达 b 板后电荷全部传给 b 板（重力加速度为 g，不计 a、b 板外电磁场及
6、阻力的影响） ，求：（1）第几滴滴在 a、b 板间将作匀速直线运动？（2）能够到达 b 板的液滴不会超过多少滴？14如图（a）所示，在 x 轴上有一个点电荷 Q（图中未画出） ，A、B 两点的坐标分别为 0.2m 和0.5m。放在 A、B 两点的检验电荷 q1、q 2 受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图（b）所示。则 A 点的电场强度大小为_N/C ，点电荷 Q 的位置坐标为 x=_m。15.一长为 L 的细线，上端固定，下端拴一质量为 m、带电荷量为 q 的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中.开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在 A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过
7、60角时，小球到达 B 点且速度恰好为零.试求： (1) AB 两点的电势差 UAB；(2)匀强电场的场强大小；(3)在A、B 两处绳子拉力的大小。16静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示。A、B 为两块平行金属板，间距 d0.40m，两板间有方向由 B 指向 A，大小为 E1.010 3N/C 的匀强电场。在 A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪 P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均为 v02.0 m/s，质量m5.010 15 kg、带电量为 q2.010 16 C。微粒的重力和所受空气阻力均不计，
8、油漆微粒最后都落在金属板 B 上。试求：（1）电场力对每个微粒所做的功。 （2）微粒打在 B 板上的动能。 （3）微粒到达 B 板所需的最短时间。 （4）微粒最后落在 B 板上所形成的图形及面积的大小。17.（12 分）如图所示，一根长 L=1.5m 的光滑绝缘细直杆 MN，竖直固定在场强为E=1.0105N/C、与水平方向成 =30角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端 M 固定一个带电小球 A，电荷量 Q=+4.5106 C；另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动，电荷量 q=+1.0106 C，质量 m=1.0102 kg。现将小球 B 从杆的上端 N 静止释放，小球 B 开始运动。(静电力常
9、量 k=9.0 109Nm2/C2取 g=10m/s2)(1)小球 B 开始运动时的加速度为多大? (2)小球 B 的速度最大时，距 M 端的高度h1 为多大? (3)小球 B 从 N 端运动到距 M 端的高度 h2=0.61m 时，速度为 v=1.0m/s，求此过程中小球 B 的电势能改变了多少 ?答案1C 2BC 3 BD 4BD 5A 6C 7B 薄 8D 9 1104V10. 粒子运动方向与 mg、Eq 方向有夹角，仍做直线运动，所以 Eq=mg UAB= cosdqmg11. （1）设电子进入平行金属板时的速度 ，则有0v200veU由做类平抛运动 运动加速度tvl021atdda解
10、得 运动时间 金属板长 l 为Uema0（2）由动能定理可得 )2(00eEk12. 20/vdLUq13. （1）电场力与重力平衡时做匀速运动 2qcdnmg第 n+1 滴做匀速直线运动 12qn（2）液滴到达 b 板时速度为零就不能到达 cNUh2)(第 N+1 滴不能到达 )(12cdhgN14. 2103N/C； 0.3m。15. (2) (3) mg qmLUAB/3qgE/316. 解：（1） （3 分）16314.0.0.4J8.0WqEd J（2） （1 分）0kt（2 分）214158.0J90JktEv （3） 2kttEmv（2 分）smvt /0.6/10.594（1
11、分）tho2所以 （1 分）svt624（4）圆形， （1 分）21536/40/02smsmqEa（1 分）1tvRo（1 分）2h22215.0)4.(0.43(mahvtSo17. 解：（1）开始运动时小球 B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得asinqELQkmg2解得 ma代入数据解得：a=3.2m/s 2 (2)小球 B 速度最大时合力为零，即gsinqEhkQ21解得 simk1代入数据解得 h1=0.9m (3)小球 B 从开始运动到速度为 v 的过程中，设重力做功为 W1，电场力做功为 W2，库仑力做功为W3，根据动能定理有2321W1mg（L-h 2） W2=-qE(L-h2)sin 解得 sin)hL(qE)h(mgv223设小球的电势能改变了 E P，则E P（W 2W 3） 2v1)hL(gE P8.210 2 J
