高中物理 第一章《第4节 电势能和电势》课时精练 新人教版选修3-1

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1、高中物理 第一章《第4节 电势能和电势》课时精练 新人教版选修3-1 知识点 基础 中档 稍难 功能关系 1、5 等势面应用 2 8 电场力做功 3、4 9、12 电势 11 6、10 电场线特点 7 　　　　　　　　　　　 1. (多选)带电小球在从A点运动到B点的过程中，重力做功为3 J，电场力做功为1 J，克服空气阻力做功为0.5 J，则在A点的(　　) A．重力势能比B点大3 J B．电势能比B点小1 J C．动能比B点小3.5 J D．机械能比B点小0.5 J 答案：ACD 解析：带电小球在从A点运动到

2、B点的过程中，重力做功为3 J，说明重力势能减小3 J，选项A正确．电场力做功1 J，说明电势能减小1 J，选项B错误．由动能定理可知动能的变化量等于合外力所做的功，即动能的变化量为3.5 J，选项C正确．机械能的变化量等于除重力之外的力所做的功，即机械能变化量为0.5 J，选项D正确． 2. [xx·湖北黄冈中学高二期中](多选)如图所示，实线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由图可以得出的正确结论是(　　) A．M点的电势一定高于N点的电势 B．M点的场强一定大于N点的场强 C．由M点向N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关 D．某电荷在M点或N点

3、具有的电势能与零电势的选取无关 答案：ABC 解析：可画出电场线，可知EM＞EN，沿电场线方向φM＞φN，故A、B正确，C项，电势能是相对的，但电势能增量是绝对的，故C正确，D项，由电势能Ep＝q·φ知电势能与电势有关，而电势的高低与零电势点的选取有关，所以D错误． 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

4、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＝Wbc C．Wab＜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)质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中(　　)

5、 A．小球的重力势能减少了2mgh B．小球的动能减少了2mgh C．电场力做负功2mgh D．小球的电势能增加了3mgh 答案：BD 解析： 选项 透析过程 结论 A 由WG＝－ΔEp，重力势能减少了mgh × B 由动能定理W总＝ΔEk，动能减少了2mgh √ C 由受力分析F电＝3mg，方向向上，W电＝－3mgh × D 由电场力做功－3mgh，电势能增加3mgh √ 6. (多选)如图甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示，比较A、B

6、两点电势的高低和电场强度大小可知(　　) A．φA＞φB B．φA＜φB C．EA＞EB D．EA＜EB 答案：BC 解析：由v－t图象可知，v变大，a变小，则：电场力方向向右，且为负电荷，故电场线由B→A，EA＞EB，故B、C正确． 7. [xx·湛江高二检测]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φP和φQ，则(　　) A．EP＜EQ，φP＜φQ B．EP＞EQ，φP＜φQ C．EP＜EQ，φP＞φQ D．EP＞EQ，φP＞φQ 答案：D 解析：电场线的疏密程度对应电场强弱，所以EP＞EQ.沿电场线

7、的方向电势降低，所以φP＞φQ，D项正确． 8. (多选)位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则(　　) A．a点和b点的电场强度相同 B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功 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 答案：CD 解析：a、b两点场强方向不同，A错．c点电势低于d点，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动、电场力做负功，B错．a点电势低于c点，从a到c，把负电荷向高电势处移动，电场力做正功，C对．从e到f，电势先变低后变高，故沿此方向移动正电荷，电场力

8、先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，D对． 9. [xx·泉州高二检测]某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度方向及运动轨迹如图所示，可以判定(　　) A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能 C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D．电场中A点的电势低于B点的电势 答案：B 解析：由电场线的疏密可知电场强度EB>EA，所以粒子的加速度aB>aA；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φA＞φB；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

9、的变化情况为EkB>EkA，EpB

10、W＝1.2×10－4 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)1.2×10－4 J　1.2×104 V　(2)1.2×104 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W∞A＝Ep∞－EpA＝0－EpA. 所以EpA＝－W∞A＝W＝1.2×10－4 J，φA＝＝ V＝1.2×104 V. (2)A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1.2×104 V. 12. 如图所示，在竖

11、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： (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) 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vC＝. (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mg×3R＋W电＝mv，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点有电势能EpA＝mgR，有φA＝＝－.