1、10.1 电势能和电势电势能和电势 1.如图所示,是以电荷+Q 为圆心的一组同心圆(虚线),电场中有 A、 B、C、D 四点.现将一带 正电荷的点电荷由 A 点沿不同的路径移动到 D 点.沿路径做功为 W1,沿路径做功为 W2, 沿路径做功为 W3,则() A.W2W3W3W1 D.因不知道+q 的具体数值,故无法进行判断 2.如图所示,a、b、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c 为 ab 中点.a、b 电势分别为 Ua=5V、Ub=3V.下列叙述正确的是() A.该电场在 c 点处的电势一定为 4V B.a 点处的场强 Ea一定大于 b 点处的场强 Eb C.一正电荷在 c 点的电
2、势能一定大于在 b 点电势能 D.一正电荷运动到 c 点时受到的电场力由 c 指向 a 3.如图所示是两个等量异种点电荷，周围有 1、2、3、4、5、6 各点, 其中 1、2 之间距离与 2、3 之间距离相等,2、5 之间距离与 2、6 之间距离相等，竖直虚线垂直平分两点电荷间的 连线,那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是() A. 1、3 两点电场强度不相同 B.4、5 两点电势相同 C.5、6 两点电场强度不相同 D.1、3 两点电势相同 4.电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美,如图所示,真空中固定两个等量异种点 电荷A、B,AB连线中点为O.在A、B所形成的电场中,以O点为
3、圆心半径为R的圆面垂 直AB连线,以O为几何中心的边长为2 R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面,两个平 面边线交点分别为e、f,则下列说法正确的是() A.在a、b、c、d、e、f六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点 B.将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功 C.将一电荷由a点移到圆面内任意一点时电势能的变化量都不相同 D.沿线段eOf移动的电荷,它所受的电场力是先减小后增大 5.如图所示,在等量正电荷形成的电场中,画一正方形 ABCD,对角线 AC 与两点电荷连线重合, 两对角线交点 O 恰为电荷连线的中点.下列说法中正确的是() A.A,C 两点的电场强度及电势均相同
4、 B.B,D 两点的电场强度及电势均相同 C.一电子由 B 点沿 BCD 路径移至 D 点,电势能先减小后增大 D.一质子由 C 点沿 COA 路径移至 A 点,静电力对其先做负功后做正功 6.如图所示为点电荷 A、B 形成的电场,下列说法正确的是() A.A 带正电,B 带负电 B.A 的电荷量大于 B 的电荷量 C.A 的左侧某点电场强度可能为零 D.A、B 连线上从 A 到 B 电势降低 7.在两个等量正电荷形成的电场中，一不计重力的带负电的粒子以某初速度在该电场中运 动。粒子在某段运动过程中，下列情况不可能存在的是() A.动能不变B.电势能减小C.动量不变D.加速度增大 8.如图所示
5、,在两个等量负点电荷形成的电场中,O点是两电荷连线的中点,ab、是该线上的 两点,cd、是两电荷连线中垂线上的两点,acbd为一菱形。若将一负粒子(不计重力且不影响 原电场分布)从 c 点匀速移动到d点,电场强度用E,电势用 来表示。 则下列说法正确的是 () A. a 一定小于 O , O 一定大于 c B. a E一定大于 O E, O E一定大于 c E C.负粒子的电势能一定先增大后减小 D.施加在负粒子上的外力一定先减小后增大 9.某真空空间存在静电场，沿着电场线建立x轴，x轴上一个试探电荷的电势能 p E随坐 标x变化的规律如图所 示，规定沿x轴正方向为电场力的正方向，则下列说法正
6、确的是 （） A.此电场可能为匀强电场 B.试探电荷从 1 x到O点，受到的电场力先增大后减小 C.试探电荷从O点到 2 x，电场力先做正功后做负功 D. 1 x处的电势比 2 x处的电势高 10.A、B 为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从 A 点以某一初 速度做直线运动到 B 点，其电势能 p E随位移 x 的变化关系如图所示则从 A 到 B 过程中， 下列说法正确的是() A.点电荷的速度先增大后减小B.空间电场是某负点 电荷形成的 C.电荷所受电场力先减小后增大D.空间各点的电势先 升高后降低 11.如图，电荷量分别为 q和(0)q q的点电荷固定在正方体的两个
7、顶点上，ab、是正方 体的另外两个顶点。则() A. a点和 b点的电势相等 B. a点和 b点的电场强度大小相等 C. a点和 b点的电场强度方向相同 D.将负电荷从 a点移到 b点，电势能增加 12.在 x 轴上有两个点电荷 12 qq、，其静电场的电势在 x 轴上分布如图所示下列说法正确 的有() A 1 q和 2 q带有异种电荷B 1 x处的电场强度为零 C负电荷从 1 x移到 2 x，电势能减小D负电荷从 1 x移到 2 x，受到的电场力增大 答案以及解析答案以及解析 1.答案：B 解析：因为电场力做功只与初、末位置有关,而与电荷运动路径无关,故沿三条路径将点电荷 由 A 移动到 D
8、 的过程中.电场力做功相等,选项 B 正确. 2.答案：C 解析：A、当该电场是匀强电场时,由于沿电场方向相同距离电势差相等,则场在 c 点处的电 势一定为 4V.当该电场不是匀强电场时,在 c 点处的电势不一定为 4V.故 A 错误.B、 一条电场 线无法比较电场线的疏密,就无法比较场强的大小,则a点处的场强Ea不一定大于b点处的场 强 Eb.故 B 错误.C、由题,a 点的电势高于 b 点的电势,根据正电荷在电势高处电势能大可知, 正电荷从 c 点运动到 b 点电势能一定减少.故 C 正确.D、由题可判断电场线方向从 a 指向 b, 正电荷运动到 c 点时受到的电场力由 a 指向 b.故
9、D 错误.故选 C 3.答案：B 解析：根据等量异种电荷的电场分布，由对称性可知，1、3 两点场强人小、方向相同;5、6 两点场强大小、方向相同，故 A、C 错误. 等量异种点电荷连线上从正点电荷向负点电荷电 势降低,则点 3 的电势大于点 1 的电势;等量异种电荷连线的中垂线是等势线，所以 4、5、6 三点电势相同，故 B 正 确 ， D错 误 。 4.答案：B 解析：图中圆面是一个等势面,e、f 的电势相等,根据电场线分布的对称性可知 e、f 的场强相 同,故 A 错误; 图中圆弧 efg 是一条等势线,其上任意两点间的电势差都为零,将一电荷由 e 点沿圆弧 egf 移 到 f 点电场力不
10、做功,故 B 正确; a 点与圆面内任意一点时的电势差相等,根据公式 W=qU 可知,将一电荷由 a 点移到圆面内任 意一点时,电场力做功相同,则电势能的变化量相同,故 C 错误;沿线段 eOf 移动电荷,电场强度 先增大后减小,则电场力先增大后减小,故 D 错误. 5.答案：C 解析：由于 B、D 两点关于 O 点对称,因此其场强大小相等,方向相反,则场强不同,根据对称 性知电势相同,根据电场线分布情况可知 A 与 C 两点的电势相等,电场强度大小相等,方向不 同,A、B 错误;根据电场的叠加知,BO 间电场方向向上,OD 间电场方向向下,则电子由 B 点沿 BCD路径移至D点,电势先升高后
11、降低, 电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大, 故 C 正确;质子由 C 点沿 COA 路径移至 A 点,电场力先向左后向右,电场力对其先做正功 后做负功,故 D 错误. 6.答案：C 解析：根据电场线从正电荷出发到负电荷终止,可知 A、B 是异种电荷,但不能确定 A、B 哪 个带正电,A 错误; 电场线密集程度反映电场强弱”附近电场线较密,场强较大,可知 B 带电荷量较多,B 错误; 电场中任意一点电场强度是产生电场场强的矢量和,由点电荷的场强的公式 2 Q Ek r 可知,A 的左侧位置距 B 远,而 B 带电荷 量大,所以 A、B 产生的场强大小可能相同,又因为 A、B 是异种电荷
12、, 两电荷在 A 的左侧位 置产生的场强方向相反,A的左侧某点电场强度可能为零,C正确;沿着电场线方向电势逐渐降 低,由于不能确定电场线方向,所以不能确定电势的高低,D 错误. 7.答案：C 解析：若带电粒子在两个正电荷的中垂面上做匀速圆周运动，则粒子的动能不变，选项 A 可能存在；若电场力对粒子做正功，粒子的电势能减小，选项 B 可能存在；由于电场力对 粒子有冲量，故而粒子的动量要发生变化，选项 C 不可能存在；若粒子受到的电场力逐渐 增大，则粒子的加速度逐渐增大，选项 D 可能存在。 8.答案：C 解析：A.沿着电场线电势降落可知 cOa ，A 项错误； B.O点合场强为零,故 aO EE
13、, cO EE ，B 项错误； C.负粒子在电势低处电势能大，在电势高处电势能小，可判断出 C 项正确； D.粒子沿 cd 匀速移动，受力平衡，外力在大小上等于其所受的静电力，而沿 cd 方向，但电 场强度大小无法判断，因此外力如何变化无法得知，故 D 项错误。 故选：C 9.答案：C 解析： p Ex图象的斜率为电场力，由图象分析可得斜率一直在变化，所以此电场不可能为 匀强电场，A 项错误；试探电荷 从 1 x到O点，斜率先减小后增大，所以受到的电场力先减 小后增 大.B 项错误；试探电荷从O点到 2 x，电势能先减小后增大,所以试 探电荷从O点 到 2 x,电场力先做正功后做负功， C 项
14、正确； 在 1 x处 的 电 势 能 为 正 ，在 2 x处 的 势 能 为 负 ， 所 以 试 探 电 荷 从 1 x到 2 x， 电 势能减小，由于不知道试 探电荷的正负，所以不能判断这两点电势 的高低，D 项错误。 10.答案：CD 解析：A.由图像可知：电势能先增大后减小，根据能量守恒可知：动能先减小后增大，故 A 错误； B、C.图线的斜率表示电场力，由图像可知：电场力先减小后增大，如果是点电荷电场，电 场力应该是先增大后减小，所以此电场不是点电荷电场，故 B 错误，C 正确； D.因为电势能先增大后减小，根据可知：电势先升高后降低，故 D 正确。 11.答案：BC 解析：由几何关系
15、， 可知 b 的电势大于 a 的电势,故 A 错误,把负电荷从 a 移到 b,电势能减少,故 D 错误;由对称性 和电场的叠加原理，可得出 a、b 的合电场强度大小、方向都相同，故 B、C 正确。 12.答案：AC 解析：A.由图可知：无穷远处电势为零,有电势为正的地方,故存在正电荷;又有电势为负的地 方,故也存在负电荷,所以 1 q和 2 q带有异种电荷，故 A 正确； B.图中曲线斜率大小等于电场强度, 1 x 处的斜率不为零,故 1 x处的电场强度不为零， 故B错误； C. 负电荷从 1 x移到 2 x，电势升高，电势能减小，故 C 正确； D. 负电荷从 1 x移到 2 x，曲线的斜率减小，电场强度减小，所以负电荷受到的电场力减小， 故 D 错误；故选：AC。
