【學(xué)練考】2021-2022學(xué)年高二人教版物理選修3-1練習(xí)冊：1.4-電勢能和電勢-

4電勢能和電勢學(xué)問點(diǎn)一靜電力做功與電勢能的變化1．(多選)下列關(guān)于電勢凹凸的推斷，正確的是()A．負(fù)電荷從A移到B時，外力做正功，A點(diǎn)的電勢肯定較高B．負(fù)電荷從A移到B時，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢肯定較低C．正電荷從A移到B時，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢肯定較低D．正電荷只在靜電力作用下從靜止開頭由A移到B，A點(diǎn)的電勢肯定較高2．電荷量分別為＋q、＋q、－q的三個帶電小球分別固定在邊長均為L的絕緣三角形框架的三個頂點(diǎn)上，并置于場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，如圖L1-4-1所示．若三角形繞穿過其中心O且垂直于三角形所在平面的軸順時針轉(zhuǎn)過120°，則此過程中系統(tǒng)電勢能變化狀況為()圖L1-4-1A．削減EqLB．增加EqLC．削減2EqLD．增加2EqL學(xué)問點(diǎn)二點(diǎn)電荷電場中的電勢和電勢能3．(多選)關(guān)于電勢的凹凸，下列說法正確的是()A．沿電場線方向電勢漸漸降低B．電勢降低的方向肯定是電場線的方向C．正電荷只在靜電力的作用下，肯定向電勢低的地方運(yùn)動D．帶負(fù)電荷的粒子，由靜止釋放僅受靜電力時，肯定向電勢高的地方運(yùn)動4．如圖L1-4-2所示，Q是帶正電的點(diǎn)電荷，P1、P2為其電場中的兩點(diǎn)，若E1、E2為P1和P2兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小，φ1、φ2為P1和P2兩點(diǎn)的電勢，則()圖L1-4-2A．E1＞E2，φ1＞φ2B．E1＞E2，φ1＜φ2C．E1＜E2，φ1＞φ2D．E1＜E2，φ1＜φ2學(xué)問點(diǎn)三電勢能、電勢大小的計(jì)算與推斷5．將一正電荷從無限遠(yuǎn)處移入電場中M點(diǎn)，電勢能削減了8.0×10－9J；將另一負(fù)電荷(正、負(fù)電荷所帶電荷量的確定值相等)從無限遠(yuǎn)處移入電場中的N點(diǎn)，電勢能增加了9.8×10－9J．若以無限遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)的電勢分別為φM、φN，則下列推斷正確的是()A．φM<φN<0B．φN＞φM＞0C．φN<φM<0D．φM＞φN＞06．如圖L1-4-3所示，在真空中有兩個帶相等電荷量的正電荷q1和q2，它們分別固定在A、B兩點(diǎn)，DC為A、B連線的中垂線，現(xiàn)將正電荷q3由C沿CD移至無限遠(yuǎn)處，在此過程中()圖L1-4-3A．q3的電勢能漸漸增加B．q3的電勢能先漸漸增加，后漸漸削減C．q3受到的靜電力漸漸減小D．q3受到的靜電力先漸漸增大，后漸漸減小學(xué)問點(diǎn)四等勢面7．關(guān)于等勢面，下列說法正確的是()A．電荷在等勢面上移動時，由于不受靜電力作用，所以說靜電力不做功B．在同一個等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等C．兩個不等電勢的等勢面可能相交D．若相鄰兩等勢面的電勢差相等，則等勢面的疏密程度能反映場強(qiáng)的大小8．如圖L1-4-4所示，在正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中有一個以該點(diǎn)電荷為圓心的圓，B、D是圓周上的兩個點(diǎn)，A、B、C是同一條半徑上的三個點(diǎn)．下列說法中正確的是()圖L1-4-4A．同一正電荷分別在電場中的A、B、C三點(diǎn)時，它在A點(diǎn)的電勢能最大B．同一正電荷分別在電場中的A、B、C三點(diǎn)時，它在C點(diǎn)的電勢能最大C．同一負(fù)電荷沿圓弧從B移動到D，電勢能增大D．同一正電荷沿圓弧從B移動到D，電勢能增大9．如圖L1-4-5所示，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，一根不行伸長的絕緣細(xì)繩的一端系著一個帶電小球，另一端固定于O點(diǎn)，小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，最高點(diǎn)為a，最低點(diǎn)為b.不計(jì)空氣阻力，則()圖L1-4-5A．小球帶負(fù)電B．靜電力跟重力平衡C．小球在從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，電勢能減小D．小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒10．(多選)如圖L1-4-6所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場中，絕緣輕質(zhì)彈簧直立于地面上，上面放一個質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接．現(xiàn)將小球向下壓到某位置后由靜止釋放，若小球從靜止開頭運(yùn)動到離開彈簧的過程中，重力和靜電力對小球做功分別為W1和W2，小球離開彈簧時速度為v，不計(jì)空氣阻力，小球的電荷量保持不變，則上述過程中()圖L1-4-6A．小球的電勢能增加W2B．彈簧彈性勢能最大值為eq\f(1,2)mv2＋W1－W2C．彈簧彈性勢能、小球的電勢能和小球的重力勢能三者之和可能始終在減小D．小球和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能增加W211．如圖L1-4-7所示，兩平行板間有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，且?guī)д姷臉O板接地．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子(不計(jì)重力)從x軸上坐標(biāo)為x0處由靜止釋放．(1)求該粒子在x0處的電勢能Ep.(2)試從牛頓其次定律動身，證明該帶電粒子在極板間運(yùn)動過程中，其動能與電勢能之和保持不變．圖L1-4-7

4電勢能和電勢1．CD[解析]依據(jù)靜電力做功和電勢能變化的關(guān)系，不管是正電荷還是負(fù)電荷，只要靜電力做正功，電勢能就削減；只要靜電力做負(fù)功，電勢能就增加．正、負(fù)電荷在電勢凹凸不同的位置具有的電勢能不同，正電荷在電勢高處具有的電勢能大；負(fù)電荷在電勢低處具有的電勢能大，選項(xiàng)C、D正確．2．D[解析]三角形繞穿過其中心O的軸順時針轉(zhuǎn)過120°，三個帶電小球＋q、＋q、－q所受的靜電力分別做功－eq\f(EqL,2)、－eq\f(EqL,2)、－EqL，總功為－2qEL，電勢能增加2EqL，選項(xiàng)D正確．3．AD[解析]沿電場線方向電勢降低，且降落最快，選項(xiàng)A正確，B錯誤；正電荷只在靜電力的作用下，若初速度與電場方向相反，將向電勢高的地方運(yùn)動，選項(xiàng)C錯誤；帶負(fù)電荷的粒子，由靜止釋放僅受靜電力時，加速度與電場方向相反，肯定向電勢高的地方運(yùn)動，選項(xiàng)D正確．4．A[解析]由正電荷電場線的特點(diǎn)可知E1＞E2，由沿電場線方向電勢漸漸降低可知φ1＞φ2，選項(xiàng)A正確．5．C[解析]取無限遠(yuǎn)處的電勢能為0，則正電荷在M點(diǎn)的電勢能為－8.0×10－9J，負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢能為9.8×10－9J．由φ＝eq\f(Ep,q)可知，M、N兩點(diǎn)的電勢φM<0，φN<0，且|φN|>|φM|，故φN<φM<0，選項(xiàng)C正確．6．D[解析]CD線上各點(diǎn)場強(qiáng)方向均為C→D，場強(qiáng)大小先漸漸增大再漸漸減小，所受靜電力先漸漸增大再漸漸減小，選項(xiàng)C錯誤，選項(xiàng)D正確；靜電力始終對電荷q3做正功，電勢能漸漸減小，選項(xiàng)A、B錯誤．7．D[解析]等勢面由電勢相等的點(diǎn)組成，等勢面處的電場線跟等勢面垂直，因此電荷在等勢面上移動時，靜電力不做功，但并不是不受靜電力的作用，選項(xiàng)A錯誤；等勢面上各點(diǎn)場強(qiáng)的大小不肯定相等，等勢面不行能相交，選項(xiàng)B、C錯誤；等差等勢面的疏密反映了場強(qiáng)的大小，選項(xiàng)D正確．8．B[解析]由于沿著電場線電勢漸漸降低，故A點(diǎn)電勢最低，C點(diǎn)電勢最高，而正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大，所以正電荷在C點(diǎn)的電勢能最大，負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能最大，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；電荷沿圓弧從B到D，是在等勢面上移動，靜電力不做功，所以選項(xiàng)C、D錯誤．9．B[解析]因小球做勻速圓周運(yùn)動，故其所受的靜電力等于重力，由繩子的拉力供應(yīng)向心力，所以小球帶正電，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；小球在從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，靜電力做負(fù)功，電勢能增大，選項(xiàng)C錯誤；小球在運(yùn)動過程中，因靜電力做功，故機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)D錯誤．10．CD[解析]靜電力對小球做正功，電勢能減小W2，選項(xiàng)A錯誤；小球從靜止到速度為v，由動能定理，W彈＋W1＋W2＝eq\f(1,2)mv2，彈簧彈性勢能最大值Ep＝W彈＝－W1－W2＋eq\f(1,2)mv2，選項(xiàng)B錯誤；對小球和彈簧組成系統(tǒng)，由功能關(guān)系，機(jī)械能增加量等于靜電力做的功W2，選項(xiàng)D正確；彈簧彈性勢能、小球的電勢能和小球的重力勢能、動能四者之和保持不變，若小球速度v始終增大，則彈簧彈性勢能、小球的電勢能和小球的重力勢能三者之和始終減小，選項(xiàng)C正確．11．(1)－qEx0(2)略[解析](1)粒子由坐標(biāo)為x0處到原點(diǎn)O，靜電力做的功為W電＝－qEx0由電勢能與靜電力做功的關(guān)系有W電＝－(0－Ep)解得Ep＝－qEx0.(2)在x軸上任取兩點(diǎn)x1、x2，設(shè)該帶電粒子到達(dá)這兩點(diǎn)的速度分別為v1、v2.由牛頓其次定律得F＝qE＝ma由運(yùn)動學(xué)公式得veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2a(x2－x1)聯(lián)立