課時(shí)分層作業(yè)4-電勢(shì)能與電勢(shì)-新教材粵教版(2019)高中物理必修第三冊(cè)檢測(cè)

課時(shí)分層作業(yè)(四)(建議用時(shí)：25分鐘)考點(diǎn)1電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能1．(多選)如圖所示，在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上依次有A、B、C三點(diǎn)，先把＋q的試探電荷依次放在三點(diǎn)上，然后把－q的試探電荷依次放在三點(diǎn)上，關(guān)于電荷的電勢(shì)能的說法正確的是()A．放上＋q時(shí)，EpA>EpB>EpCB．放上－q時(shí)，EpA<EpB<EpCC．放上－q時(shí)，EpA>EpB>EpCD．無論放＋q，還是－q，EpA<EpB<EpCAB[為了比較電荷在不同位置上電勢(shì)能的大小，只需根據(jù)電荷在這些位置間移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做的功來判斷。放上＋q時(shí)，電荷從位置A到B到C，都是電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能應(yīng)減小，可見EpA>EpB>EpC；放上－q時(shí)，電荷從位置A到B到C，外力需克服電場(chǎng)力做功，電荷電勢(shì)能應(yīng)增大，即EpA<EpB<EpC，故AB正確，CD錯(cuò)誤。]2．如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有A、B、C三點(diǎn)，AB＝5cm，BC＝12cm，其中AB沿電場(chǎng)方向，BC和電場(chǎng)方向成60°角。一個(gè)電荷量為q＝4×10－8C的正電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為W1＝1.2×10－7J。求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。(2)該電荷從B到C，電荷的電勢(shì)能改變多少？[解析](1)由W1＝qE·AB得，該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為：E＝eq\f(W1,q·AB)＝eq\f(1.2×10－7,4×10－8×5×10－2)N/C＝60N/C(2)該電荷從B到C，電場(chǎng)力做功為：W2＝F·BC·cos60°＝qE·BC·cos60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5J＝1.44×10－7J所以，該過程電荷的電勢(shì)能減少1.44×10－7J。[答案](1)60N/C(2)減少1.44×10－7J考點(diǎn)2電勢(shì)3．(多選)關(guān)于電勢(shì)的高低，下列說法正確的是()A．沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低B．電勢(shì)降低的方向一定是電場(chǎng)線的方向C．正電荷只在電場(chǎng)力的作用下，一定向電勢(shì)低的地方移動(dòng)D．負(fù)電荷只在電場(chǎng)力的作用下，由靜止釋放，一定向電勢(shì)高的地方移動(dòng)AD[沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，故A正確；電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)線的方向，故B錯(cuò)誤；若正電荷具有初速度，即使只受電場(chǎng)力作用，也可由低電勢(shì)點(diǎn)向高電勢(shì)點(diǎn)移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；負(fù)電荷只在電場(chǎng)力的作用下由靜止釋放，一定向電勢(shì)高的地方移動(dòng)，故D正確。]4．圖甲中AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線。若將一負(fù)電荷從A點(diǎn)處由靜止釋放，負(fù)電荷僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A到B運(yùn)動(dòng)過程中的速度－時(shí)間圖象如圖乙所示。關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低和場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系，下列說法中正確的是()甲乙A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA<EBC．φA<φB，EA>EB D．φA<φB，EA<EBC[負(fù)電荷從A由靜止釋放(初速度為0)后，能加速運(yùn)動(dòng)到B，說明負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向從A指向B，那么電場(chǎng)方向就是由B指向A，由于沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，所以A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系是φA<φB；負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，它的加速度是逐漸減小的(題圖乙中曲線切線的斜率表示加速度)，由牛頓第二定律知，負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)，受到的電場(chǎng)力是逐漸減小的，由E＝eq\f(F,q)知，EA>EB，C正確。]考點(diǎn)3等勢(shì)面的理解5．(多選)如圖所示，實(shí)線表示一簇關(guān)于x軸對(duì)稱的等勢(shì)面，在軸上有A、B兩點(diǎn)，則()A．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向C．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D．A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)AD[B點(diǎn)電場(chǎng)線比A點(diǎn)密，B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，故A正確，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，故B錯(cuò)誤；由圖中數(shù)據(jù)可知D正確。]6．(多選)如圖所示，虛線a、b、c是電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，實(shí)線為一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)。下列說法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比P點(diǎn)時(shí)小B．質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)時(shí)的加速度方向與等勢(shì)面a垂直C．三個(gè)等勢(shì)面中等勢(shì)面a的電勢(shì)最低D．質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)時(shí)的加速度比P點(diǎn)時(shí)大AB[質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，曲線運(yùn)動(dòng)所受合外力指向軌跡的凹側(cè)，結(jié)合電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，大致畫出電場(chǎng)線如圖實(shí)線。沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，所以φQ>φP，根據(jù)電勢(shì)能Ep＝qφ可知EpQ＜EpP，A正確；質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)受力方向與電場(chǎng)線在該點(diǎn)的切線方向相反，電場(chǎng)線和等勢(shì)面處處垂直，根據(jù)牛頓第二定律可知質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)時(shí)的加速度方向與等勢(shì)面a垂直，B正確；沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，所以等勢(shì)面a的電勢(shì)最大，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的弱強(qiáng)，則EQ<EP，D錯(cuò)誤。]7．如圖所示，虛線1、2、3、4為電場(chǎng)中的等勢(shì)面，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為零。一帶正電的點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV，當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)椋?eV時(shí)，它的動(dòng)能應(yīng)為()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eVC[由于電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)只有電場(chǎng)力做功，因此能量之間的轉(zhuǎn)化只有動(dòng)能和電勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化。1、2、3、4為等差等勢(shì)面，等勢(shì)面3的電勢(shì)為零，從等勢(shì)面1到等勢(shì)面4電荷減少的動(dòng)能為21eV，所以從1到3減少的動(dòng)能為14eV，故電荷在等勢(shì)面3上的動(dòng)能為12eV，故當(dāng)電勢(shì)能為－8eV時(shí)，動(dòng)能為20eV。故選C。]8．如圖所示，實(shí)線和虛線分別表示等量異種電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)線，則下列有關(guān)a、b、c、d四點(diǎn)的說法中正確的是()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢(shì)相同C．c、d兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同D．c、d兩點(diǎn)電勢(shì)相同D[a、b兩點(diǎn)是對(duì)稱的，它們的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但是方向不同，故A錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，所以a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)高，故B錯(cuò)誤；c、d兩點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，中垂線上的電勢(shì)都為零，所以c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷場(chǎng)強(qiáng)的大小，d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，故C錯(cuò)誤，D正確。]9．某電場(chǎng)中的等勢(shì)面如圖所示，下列關(guān)于該電場(chǎng)的描述正確的是()A．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的電勢(shì)能大B．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能大C．電荷沿等勢(shì)面AB移動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力始終不做功D．正電荷由A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做負(fù)功C[負(fù)電荷在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能越小，B錯(cuò)誤；沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，負(fù)電荷在A、B兩點(diǎn)處的電勢(shì)能相同，A錯(cuò)誤，C正確；正電荷由A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做正功，D錯(cuò)誤。](建議用時(shí)：15分鐘)10．(多選)位于A、B處的兩個(gè)帶有不等量負(fù)電荷的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)電勢(shì)分布如圖所示，圖中實(shí)線表示等勢(shì)線，則()A．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功C．負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D．正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大CD[a點(diǎn)的等勢(shì)面比b點(diǎn)的稀疏，故a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的小，而且兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向也不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)，正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，即正電荷向高電勢(shì)處移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)，從a到c，把負(fù)電荷移向高電勢(shì)處，電場(chǎng)力做正功，C項(xiàng)正確；從e沿題圖中虛線到f，電勢(shì)先變低后變高，故沿此方向移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，D項(xiàng)正確。]11．如圖所示，實(shí)線是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，帶電粒子q1、q2分別從A、C兩點(diǎn)以初速度v垂直射入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡分別是圖中的ABC、CDA。已知q1帶正電，不計(jì)粒子重力和阻力。則下列說法中正確的是()A．q2也帶正電B．A點(diǎn)的電勢(shì)低于C點(diǎn)的電勢(shì)C．電場(chǎng)力對(duì)q1做正功，對(duì)q2做負(fù)功D．q1、q2的電勢(shì)能均減小D[由做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，知q1所受電場(chǎng)力水平向右，q1帶正電，故電場(chǎng)方向向右；q2所受電場(chǎng)力水平向左，故q2為負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線水平向右，沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，則A點(diǎn)的電勢(shì)高于C點(diǎn)的電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；由題圖可知，電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向成銳角，電場(chǎng)力對(duì)q1、q2都做正功，q1、q2的電勢(shì)能都減小，故C錯(cuò)誤，D正確。]12．某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，可以判定()A．粒子帶負(fù)電B．粒子的加速度減小C．粒子的動(dòng)能增加D．粒子的電勢(shì)能增加C[粒子所受的電場(chǎng)力方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，與電場(chǎng)線的切線方向一致，可知粒子帶正電，A錯(cuò)誤；由電場(chǎng)線的疏密程度可知粒子在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力小于在B點(diǎn)所受的電場(chǎng)力，故粒子的加速度增加，B錯(cuò)誤；由運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向知粒子在運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力對(duì)其做正功，則其動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，C正確，D錯(cuò)誤。]13．如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝1×104N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用一根長(zhǎng)L＝1m的絕緣細(xì)桿(質(zhì)量不計(jì))固定一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2kg、電荷量為q＝5×10－6C、帶正電的小球。細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)將桿由水平位置A輕輕釋放，在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過程中。求：(1)電場(chǎng)力