2018人教版高中物理选修(3-1)1.4《电势能和电势》同步练习

4 电势能和电势 A组 1.下列说法正确的是( ) A.电荷从电场中的 A 点运动到了 B 点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同 B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零 C.正电荷沿着电场线运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷 做负功 D.电荷在电场中运动,因为静电 力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立 解析:静电力做功和电荷运动路径无关,所以选项 A 错误;静电力做功只和电荷的初末位置有 关,所以电荷从某点出发又回到了该点,静电力做功为零,选项 B 正确;正电荷沿电场线的方 向运动,则正电荷受到的静电力和电荷的位移方向相同 ,故静电力对正电荷做正功,同理,负 电荷逆着电场线的方向运动,静电力对负电荷做正功,选项 C 错误;电荷在电场中虽然有静电 力做功,但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,选项 D 错误。 答案:B 2.在静电场中,将一正电荷从 A 点移到 B 点,静电力做了负功,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少 解析:从 A 到 B,静电力对正电荷做负功,该电荷电势能增加,qφ A<qφ B,即 φ A<φ B,故选项 C 正确;电场线不一定是直线,选项 B 错误;该电荷除了受静电力,是否还受其他力不清楚,选项 D 错误;条件不足,无法判断 A、B 两点电场强度的大小,选项 A 错误。 答案:C 3.(多选)如图所示为一组电场线,电场中有 A、B 两点,下列判断正确的是( ) A.电势 φ A>φ B,电场强度 EA>EB B.电势 φ A>φ B,电场强度 EA<EB C. 将电荷量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点,静电力做正功,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:从题图可以看出,B 处电场线较密,故电场强度 EA<EB,沿电场线方向,电势降低,故电势 φ A>φ B,选项 A 错误,B 正确;正电荷受静电力方向与电场线方向相同,从 A 向 B 移动时静电力 做正功,电势能减少,负电荷受静电力方向与电场线方向相反,从 A 移动到 B 时,静电力做负功, 电势能增加,即电势能 EpA<EpB,选项 C 正确,D 错误。 答案:BC 4.如图所示,实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线,则下列有关 P、Q 两点 的相关说法中正确的是( ) A.两点的电场强度等大、反向 B.P 点电场更强 C.两点电势一样高 D.Q 点的电势较低 解析:P 点电场线较疏,Q 点电场线较密,所以 Q 点电场强度更强,选项 A、B 错误。P、Q 两点 在同一条等势线上,所以两点电势一样高,选项 C 正确,选项 D 错误。 答案:C -9 5.将一正电荷从无穷远处移至电场中 M 点,静电力做功为 6.0×10 J,若将一个等量的负电 -9 荷从电场中 N 点移向无穷远处,静电力做功为 7.0×10 J,则 M、N 两点的电势 φ M、φ N 有如 下关系( ) A.φ M<φ N<0 B.φ N>φ M>0 C.φ N<φ M<0 D.φ M>φ N>0 解 析 : 取 无 穷 远 处 电 势 φ ∞=0 。 对 正 电 荷 有 W∞M=0-EpM=-qφ M,φ M==- V; 对 负 电 荷 有 WN∞=EpN-0=-qφ N,φ N==- V,所以 φ N<φ M<0,选项 C 正确。 答案:C 6.(多选)如图所示,某区域电场左右对称分布,M、N 为对称线上的两点,下列说法正确的是 ( ) A.M 点电势一定高于 N 点电势 B.M 点电场强度一定大于 N 点电场强度 C.正电荷在 M 点的电势能大于在 N 点的电势能 D.将电子从 M 点移动到 N 点,静电力做正功 解析:沿电场线方向电势逐渐降低,M 点电势一定高于 N 点电势, 选项 A 正确;因电场线越密的 区域电场强度越大,由题图可知,N 点电场强度大于 M 点电场强度,选项 B 错误;由 Ep=qφ 可知, 正电荷在 M 点的电势能大于在 N 点的电势能,选项 C 正确;电子从 M 点移到 N 点的过程中,受 到的静电力与移动方向相反,静电力做负功,选项 D 错误。 答案:AC -8 -4 7.把 q=1.0×10 C 的电荷从无穷远处移到 电场中的 A 点,克服静电力做功 W=1.2×10 J。 (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? 解析:(1)静电力做负功,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静电力做的功,即 W∞A=E p∞-EpA=0-EpA。 -4 4 所以 EpA=-W∞A=W=1.2×10 J,φ A= V=1.2×10 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 1.2×10 V。 -4 4 4 答案:(1)1.2×10 J 1.2×10 V (2)1.2×10 V 4 8.如图所示,在电场强度为 E=10 N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长 l=1 m 的绝缘 -6 细杆(质量不计)固定一个质量为 m=0 .2 kg、电荷量为 q=5×10 C 的带正电的小球。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,静电力对小球做功多少?小球电势能如何变化? 4 解析:静电力做功与路径无关。 在小球由 A 运动到最低点 B 的过程中,静电力对小球做的正功 为 W=qEl=5×10-6×104×1 J=0.05 J 静电力对小球做正 功,小球电势能减少,减少的电势能为 0.05 J。 答