高考物理一輪復習 第九章 靜電場 第2講 電勢能 電勢和電勢差檢測-人教版高三物理試題

第2講電勢能電勢和電勢差基礎(chǔ)鞏固1.(2018北京西城期末)某區(qū)域的電場線分布如圖所示,M、N是電場中的兩個點。下列判斷正確的是()A.M點的場強大于N點的場強B.M點的電勢低于N點的電勢C.一個正點電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能D.一個正點電荷在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力2.如圖所示,q1、q2為兩個固定的點電荷,q1帶正電、q2帶負電。在它們連線上有a、b、c三點,其中b點合場強為0。將一負電荷由a點經(jīng)b點移到c點的過程中,該負電荷電勢能變化的情況是()A.一直增大 B.一直減小C.先增大后減小 D.先減小后增大3.(2017北京朝陽期末,6)在某靜電場中把一個+q的檢驗電荷從電場中的A點移到無限遠處時,電場力做功為W,則檢驗電荷在A點的電勢能EpA以及電場中A點的電勢φA分別為()A.EpA=W,φA=Wq B.EpA=W,φA=-C.EpA=-W,φA=Wq D.EpA=-W,φA=-4.(2017北京朝陽期末,8)如圖所示,豎直實線表示勻強電場中的一簇等勢面,一帶電微粒在電場中從A到B做直線運動(如圖中虛線所示)。則該微粒()A.一定帶正電B.從A到B的過程中做勻速直線運動C.從A到B的過程中電勢能增加D.從A到B的過程中機械能守恒5.(2018北京豐臺期末)如圖所示,將帶正電的甲球放在不帶電的乙球左側(cè),在空間形成了穩(wěn)定的靜電場,實線為電場線,虛線為等勢線。A、B兩點與兩球球心連線位于同一直線上,C、D兩點關(guān)于直線AB對稱,則()A.A點和B點的電勢相等B.C點和D點的電場強度相同C.負電荷從C點移至D點,電勢能增大D.正電荷從A點移至B點,電場力做正功6.(2017北京海淀期末,9)(多選)如圖所示,等間距的平行實線表示電場線,虛線表示一個帶負電的粒子在該電場中運動的軌跡,a、b為運動軌跡上的兩點。若不計粒子所受重力和空氣阻力的影響,下列說法中正確的是()A.場強方向一定是沿圖中實線向右B.該粒子運動過程中速度一定不斷增大C.該粒子一定是由a向b運動D.該粒子在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能7.(2017北京西城二模,15)某靜電場的電場線分布如圖所示,P、Q為該電場中的兩點。下列說法正確的是()A.P點場強大于Q點場強B.P點電勢低于Q點電勢C.將電子從P點移動到Q點,電場力做正功D.將電子從P點移動到Q點,其電勢能增大8.(2017北京西城期末,4)一個帶電導體周圍的電場線和等勢面的分布情況如圖所示,關(guān)于圖中各點的場強和電勢的關(guān)系,下列描述正確的是()A.1、2兩點的場強相等B.2、3兩點的場強相等C.1、2兩點的電勢相等D.2、3兩點的電勢相等9.(2017北京朝陽期末,17)在電場中把電荷量q=2.0×10-9C的正電荷從A點移到B點,靜電力做功為-1.5×10-7J,再把該電荷從B點移到C點,靜電力做功為4.0×10-7(1)求A、B間以及B、C間的電勢差UAB和UBC;(2)若該電荷只在電場力作用下從A點運動到C點,求電荷動能的增加量ΔEk。綜合提能1.(2018北京海淀期末)(多選)如圖甲所示,在某電場中建立x坐標軸,一個電子僅在電場力作用下沿x軸正方向運動,經(jīng)過A、B、C三點,已知xC-xB=xB-xA。該電子的電勢能Ep隨坐標x變化的關(guān)系如圖乙所示。則下列說法中正確的是()A.A點電勢低于B點電勢B.A點的電場強度小于B點的電場強度C.A、B兩點電勢差UAB等于B、C兩點電勢差UBCD.電子經(jīng)過A點的速率小于經(jīng)過B點的速率2.(2017北京朝陽一模,17)如圖所示,平行板電容器上極板MN與下極板PQ水平放置,一帶電液滴從下極板P點射入,恰好沿直線從上極板N點射出。下列說法正確的是()A.該電容器上極板一定帶負電B.液滴從P點到N點的過程中速度增加C.液滴從P點到N點的過程中電勢能減少D.液滴從P點以原速度射入時,若再加一垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場,則液滴可能做勻速直線運動3.一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,做初速度為零的直線運動。取該直線為x軸,起始點O為坐標原點,其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示。下列圖像中合理的是()4.(多選)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點是P,直徑MN水平。a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷),b固定在M點,a從N點靜止釋放,沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達某點Q(圖中未畫出)時速度為零。則小球a()A.從N到Q的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小B.從N到P的過程中,速率先增大后減小C.從N到Q的過程中,電勢能一直增加D.從P到Q的過程中,動能減少量小于電勢能增加量5.在xOy平面內(nèi),有沿y軸負方向的勻強電場,場強大小為E(圖中未畫出),由A點斜射出一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子,B和C是粒子運動軌跡上的兩點,如圖所示,其中l(wèi)0為常數(shù)。粒子所受重力忽略不計。求:(1)粒子從A到C過程中電場力對它做的功;(2)粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時間;(3)粒子經(jīng)過C點時的速率。

答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1.C因電場線的疏密表示電場的強弱,則由圖可知EN>EM,A錯誤。因沿著電場線方向電勢逐漸降低,由圖可知φM>φN,B錯誤。由Ep=qφ可知EpM>EpN,C正確。由F=Eq可知FN>FM,D錯誤。2.D由圖和題意可知q1>q2,故在a、b之間,合電場的方向為水平向左,負電荷在此區(qū)域受力水平向右,它從a到b運動時,電場力做正功,電勢能減少。在b、c之間,合電場方向為水平向右,負電荷受電場力向左,負電荷從b到c時電場力做負功,電勢能增加,故D正確。3.A依題意,帶電量為+q的檢驗電荷從電場的A點被移到電場的無限遠處,電場力做功為W,則檢驗電荷的電勢能減小W,無限遠處檢驗電荷電勢能為零,則檢驗電荷在A點電勢能為EpA=W,A點電勢φ=EpAq4.C帶電微粒在勻強電場中做直線運動。由于電場方向的不確定,電場可能水平向左或者向右,對應帶電微粒的電性不確定,A錯;電場力是沿水平方向,重力豎直向下,由微粒做直線運動可知,微粒所受電場力水平向左,合力一定與運動方向相反,故微粒做勻減速直線運動,B錯;從A到B的過程中電場力做負功,電勢能增加,C正確;由功能關(guān)系可知,電場力做負功,機械能減小,D錯。5.D因電場線的疏密表示電場的強弱,又C、D兩點關(guān)于直線AB對稱,則C點和D點的電場強度大小相等,但方向不同,B錯誤。因沿著電場線方向電勢逐漸降低,可知φB<φA,則正電荷由A移到B,WAB=qUAB=q(φA-φB)>0,A錯誤、D正確。因C、D兩點位于同一等勢線上,則φC=φD,由Ep=φq,可知負電荷從C點移至D點,電勢能不變,C錯。6.AD由粒子運動軌跡可判斷出該粒子所受電場力方向向左,因該粒子帶負電,所以場強方向一定沿圖中實線向右,A對;因不知粒子的運動方向,無法判斷粒子速度的變化,B、C均錯;因場強向右,故b點電勢高于a點電勢,負電荷在電勢高處電勢能小,故該粒子在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能,D對。7.D電場線的疏密代表場強的強弱,由圖知EQ>EP,沿電場線電勢降低,φP>φQ,A、B錯誤。將電子從P點移動到Q點,電場力做負功,電勢能增大,C錯誤,D正確。8.C電場線疏密程度表示場強大小,由圖可知三點場強均不相等,A、B選項錯誤;沿著電場線方向電勢逐漸降低,3點電勢高于2點電勢,D選項錯誤;同一等勢面上各處電勢相等,1、2兩點電勢相等,C選項正確。故選C。9.答案(1)200V(2)2.5×10-7J解析(1)根據(jù)電勢差的定義式可得:UAB=WABq=同理可得:UBC=200V(2)UAC=UAB+UBC=125V則WAC=qUAC=2.5×10-7J在此過程中,根據(jù)動能定理可得:ΔEk=WAC=2.5×10-7J綜合提能1.AD由乙圖,電子從A點到B點,電勢能減小,又電子帶負電,則知A點電勢低于B點電勢,A項正確。Ep-x圖線的斜率大小ΔEpΔx=W電Δx=F電=qE,圖線斜率的絕對值逐漸減小,說明場強逐漸減小,B項錯誤。由U=E·d,xC-xB=xB-xA,且E2.C由題意可知帶電液滴所受重力和電場力只能如圖所示,且有Eq=mg,才能保證帶電液滴沿直線運動,且一定做勻速直線運動,即B錯誤;因為不知道液滴所帶電荷的電性,故電容器上極板所帶電荷的電性也不確定,故A錯誤;帶電液滴從P到N的運動過程中,電場力做正功,液滴電勢能減少,故C正確;當再加上垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場后,液滴受電場力、重力和洛倫茲力無法達到合外力為零的平衡狀態(tài),故液滴不可能做勻速直線運動,D錯誤。3.D在粒子運動中的某一小段位移Δx內(nèi)電場力做功qEΔx。由功能關(guān)系知ΔEp=-qE·Δx,即ΔEpΔx=-qE,Ep-x圖線斜率的絕對值表示電場力的大小,故由圖線可知E逐漸減小,A錯誤。因粒子僅受電場力作用,由qE=ma可知a也逐漸減小,D正確;再由動能定理有ΔEk=qE·Δx,即ΔEkΔx=qE,E4.BC小球a從N到Q的過程中,重力不變,庫侖力F逐漸增大,庫侖力F與重力的夾角逐漸變小,因此,F與mg的合力逐漸變大,A錯誤。從N到P的過程中,重力沿速度方向的分力等于F沿速度反方向的分力時,速率最大,B正確;從N到Q,F一直做負功,電勢能一直增加,C正確;從P到Q,根據(jù)能量守恒知電勢能的增加量和重力勢能的增加量之和等于動能的減少量,所以電勢能的增加量小于動能的減少量,D錯誤。