高二物理电势能和电势过关题

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　　1.在电场中(　　)

　　A.某点的电场强度大，该点的电势一定高

　　B.某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大

　　C.某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零

　　D.某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零

　　解析：选D.场强大处电势不一定高，A错;由Ep=qφ知：正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大，在电势为0处电势能为0，故B、C错，D对.

　　2.如图1-4-6所示，Q是带正电的点电荷，P1和P2为其电场中的两点.若E1、E2分别为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2分别为P1、P2两点的电势，则(　　)

　　图1-4-6

　　A.E1>E2，φ1>φ2　　　 B.E1>E2，φ1<φ2

　　C.E1φ2 D.E1

　　解析：选A.由E=kQr2知E1>E2，由电场线方向P1指向P2知，φ1>φ2，故A对.

　　3.(2011年天津红桥区高二检测)如图1-4-7所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是(　　)

　　图1-4-7

　　A.电势φA>φB，场强EA>EB

　　B.电势φA>φB，场强EA

　　C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少

　　D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能EpA>EpB

　　解析：选BC.顺着电场线电势逐渐降低，即φA>φB，由电场线疏密可知，EA

　　4.在如图1-4-8所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E(在以O为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是(　　)

　　图1-4-8

　　A.从A到B电场力做功最大

　　B.从A到E电场力做功最大

　　C.电场力做功一样多

　　D.A点比D点电势高

　　解析：选C.B、C、D、E在同一等势面上，所以检验电荷在这四点时的电势能相等，由WAB=EpA-EpB可知，C正确;在-Q的电场中，D点离源电荷远，所以D点的电势比A点高，故D错.

　　5.如图1-4-9所示，在电场强度为E=104 N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L=1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2 kg、电荷量为q=5×10-6 C、带正电的小球.细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动.现将杆由水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中，电场力对小球做功多少?小球电势能如何变化?

　　图1-4-9

　　解析：电场力做功与路径无关.在小球由A运动到最低点B的过程中，电场力对小球做的正功为W=qEL=5×10-6×104×1 J=0.05 J.电场力对小球做正功，小球电势能减少，减少的电势能为0.05 J.

　　答案：见解析

　　一、选择题

　　1.两带电小球，电荷量分别为+q和-q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中.杆与场强方向平行，其位置如图1-4-10所示.若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为(　　)

　　图1-4-10

　　A.0 B.qEl

　　C.2qEl D.πqEl

　　解析：选C.电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每个小球做功为qEl，共为2qEl.故C正确

　　2. (2011年吉安高二检测)如图1-4-11所示，在O点的点电荷+Q形成的电场中，试探电荷+q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2，则C点移到B点电场力做功为W3，则三者关系为(　　)

　　图1-4-11

　　A.W1=W2=W3<0 B.W1>W2=W3>0

　　C.W1=W3>W2=0 D.W3>W1=W2=0

　　解析：选C.因A、C两点处于同一等势面上，所以W1=W3>0，W2=0.所以C正确.

　　3.(2011年聊城高二检测)下列关于电势高低的判断，正确的是(　　)

　　A.负电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低

　　B.负电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低

　　C.正电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低

　　D.正电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低

　　解析：选BC.负电荷从P点移到M点，电势能增加，电场力做负功，电场力方向由M点到P点，电场线方向由P到M，故M点电势较低，所以A错B对.同理可得C对D错.

　　4.如图1-4-12所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q且CO=OD，∠ADO=60°.下列判断正确的是(　　)

　　图1-4-12

　　A.O点电场强度为零

　　B.D点电场强度为零

　　C.若将点电荷+q从O移向C，电势能增大

　　D.若将点电荷-q从O移向C，电势能增大

　　解析：选BD.根据对称性和叠加原理，O点有三个场强矢量，其中A、B两点的电荷在O点的场强矢量等大反向，矢量和为零，即O点的电场强度等于C点电荷在该处的场强;D点有三个场强矢量，方向分布互为120°，故合场强为零.选项A错，B对.

　　由于D点场强为零，作为分界点，D的左边场强方向向左，右边方向向右.则将点电荷+q从O移向C的过程中，静电力的方向跟移动方向相同，静电力做正功，电势能减小;将点电荷-q从O移向C的过程中，静电力的方向跟移动方向相反，静电力做负功，电势能增加.选项C错，D对.

　　5.(2010年高考上海卷)三个点电荷电场的电场线分布如图1-4-13所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb则(　　)

　　图1-4-13

　　A.Ea>Eb，φa>φb B.Ea

　　C.Ea>Eb，φa<φb D.Eaφb

　　解析：选C.由图可以看出a处电场线更密，所以Ea>Eb，根据对称性，a处的电势应与右侧负电荷附近对称点的电势相等，再根据沿电场线方向电势降低可以判定φb>φa，故C项正确.

　　6.(2010年高考天津理综卷)在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则(　　)

　　A.b点的电场强度一定比a点大

　　B.电场线方向一定从b指向a

　　C.b点的电势一定比a点高

　　D.该电荷的动能一定减小

　　解析：选C.电场力做负功，该电荷电势能增加.正电荷在电势高处电势能较大，C正确.电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负.由动能定理可知，动能不一定减小，D错.电势高低与场强大小无必然联系，A错.b点电势高于a点，但a、b可能不在同一条电场线上，B错.

　　7.如图1-4-14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(　　)

　　图1-4-14

　　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.两物块之间的库仑力对两物块均做正功，电势能减少，A对，B错;两物块的重力势能不变，动能先增后减，故机械能不守恒，C错;物块先加速后减速，故库仑力先大于摩擦力，但随着距离的增大，库仑力逐渐减小，故后阶段摩擦力大于库仑力，D错.

　　8.(2009年高考广东卷)如图1-4-15，一带负电的粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹.M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右边.不计重力，下列表述正确的是(　　)

　　图1-4-15

　　A.粒子在M点的速率最大

　　B.粒子所受电场力沿电场线方向

　　C.粒子在电场中的加速度不变

　　D.粒子在电场中的电势能始终在增加

　　解析：选C.由图知该电场为匀强电场，因此带电粒子受到的电场力方向恒定，大小不变，因此C正确.由电荷运动轨迹与受力关系可判定电荷受力向左，B错，因此由N到M电场力对粒子做 负功，其速度应减小，A错，电势能在前段与后段不一样，D错.

　　9.(2009年高考上海卷)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1-4-16所示，图中实线表示等势线，则(　　)

　　图1-4-16

　　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

　　解析：选CD.a点和b点所在处的等势线疏密程度不同，故两处的场强不同，方向也不同，A错;从c点到d点电势升高，正电荷的电势能增大，电场力做负功，B错;从a点到c点、电势升高，负电荷的电势能减小，电场力做正功，C对;从e点沿虚线到f点，电势先减小后增大，则正电荷的电势能先减小后增大，D对.

　　二、计算题

　　10.将带电荷量为1×10-8 C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1×10-6 J，问：

　　(1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?

　　(2)A点的电势是多少?

　　(3)若静电力可以把带电荷量为2×10-8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电?静电力做了多少功?(取无限远处为电势零点)

　　解析：(1)静电力做负功，电荷的电势能增加，因无限远处电势能为零，电荷在A点具有的电势能为1×10-6 J. 新 课 标 第 一 网

　　(2)A点的电势为：φA=EpAq=1×10-61×10-8 V=100 V.

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