1、1电势能和电势练习题一、选择题1.关于电势和电势能,下列说法正确的是()A.在电场中电势高的地方电荷具有的电势能大B.在电场中放在某点的电荷的电荷量越大,它所具有的电势能也越大C.在电场中的任意一点,正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能D.取无穷远处电势为零,在负点电荷所产生的电场中的任意一点,正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能2.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A,B两点的加速度大小分别为aA,aB,电势能分别为EpA,EpB.下列说法正确的是()A.若aAaB,则Q靠近M端且为正电荷
2、C.EpA=EpBD.EpAEpB3.(多选)如图所示,以坐标原点O为圆心,半径为r的圆与坐标轴交于a,b,c,d.在O点固定一个正点电荷Q,另外还有一方向与x轴正方向相同,电场强度大小为E的匀强电场.现把一电荷量为+q的点电荷N在圆上移动,则()A.从a移到c,静电力对点电荷N做功为2qErB.从a移到c,静电力对点电荷N不做功C.从d移到b,静电力对点电荷N做功为2qErD.从d移到b,静电力对点电荷N不做功4.(多选)如图所示,图中的实线表示电场线,虚线表示只受静电力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定()A.M点的电势高于N点的电势B.M点的电势低于N点的电
3、势C.粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能5.在电场中,把电荷量为410-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功610-8 J,以下说法中正确的是()A.电荷在B点具有的电势能是610-8 JB.B点电势是15 VC.电荷的电势能增加了610-8 JD.电荷的电势能减少了610-8 J6.(多选)如图所示,光滑绝缘细杆AB,水平放置于被固定的带负电荷的小球的正上方,小球的电荷量为Q,可视为点电荷.a,b是水平细杆上的两点,一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球(可视为质点)套在细杆上,由a点静止释放,在小球由a点运动到b点的过程中,下列说
4、法中正确的是( )A.小球速度先增大后减小B.小球速度一直减小C.小球速度一直增大D.小球与负电荷组成的系统电势能先减少后增加7.(多选)如图,电荷量分别为q和-q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a,b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8.如图所示,空间中存在着由一固定的正电荷Q(图中未画出)产生的电场.另一试探电荷+q仅在静电力作用下沿曲线MN运动,在M点的速度大小为v0,方向沿MP方向,到达N点时速度大小为v,且vv0,则()A.Q一定在虚线MP上方B.M点的
5、电势比N点的电势高C.q在M点的电势能比在N点的电势能小D.q在M点的加速度比在N点的加速度大解析:试探电荷+q从M到N速度减小,即动能减小,电势能增大,且试探电荷带正电,故N点电势高,说明N点离场源电荷较近,而曲线运动合力指向曲线弯曲的内侧,故正点电荷在虚线MP下方,且离N点近,故A,B错误,C正确;N点离场源电荷较近,则q在N点受到的静电力大,加速度大,故D错误.9.如图(甲)所示,x轴上固定两个点电荷Q1,Q2(位于坐标原点O),轴上有M,N,P三点,间距MN=NP.Q1,Q2在轴上产生的电势随x变化关系如图(乙).则()A.M点电场强度大小为零B.N点电场强度大小为零C.M,N之间电场
6、方向沿x轴负方向D.一正试探电荷从P移到M过程中,静电力做功|WPN|=|WNM|二、非选择题10.如图所示,匀强电场的电场线与AC平行,把电荷量为-110-8 C的电荷从A点移到B点,静电力做功610-8 J.B处电势为1 V,求:(1)电场强度的方向;(2)A点电势;(3)电子在A点的电势能.11.如图所示,在电场强度E=1104 N/C的水平匀强电场中,有一根长l=15 cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3 g、电荷量q=210-6 C的带正电小球,当细线处于水平位置时,将小球从静止开始释放,g取10 m/s2.则:(1)小球到达最低点B的过程中重力势能变化量、电势能变化量
7、分别为多少?(2)若取A点电势为零,小球在B点的电势能、B点的电势分别为多大?(3)小球到B点时速度为多大?细线的张力为多大?参考答案1.D 2.B 3.BC 4.AD 5.C 6.AD 7.BC解析:两个点电荷间的电场线分布是由q指向-q的,由正方体的特点可知,在这四点所在平面上a点和b点所在位置电场线是关于q和-q连线对称的,且b点距离正电荷q较a点更近,故b点电势高于a点电势,选项A错误;将负电荷从a点移到b点,电势能减少,选项D错误;如图所示,由对称性和电场的叠加原理,可知两点电荷在a,b两点所产生的合电场强度大小相等,方向相同,选项B,C正确. 8.C 9.B解析:x图线的切线斜率表
8、示电场强度,可知N点电场强度大小为零,M点电场强度大小不为零,故A错误,B正确;设一个带正电的试探电荷从M点移动到N点,由于电势减小,所以电势能减小,此过程静电力做正功,M,N之间电场方向沿x轴正方向,故C错误;由图(乙)知|PN|NM|,所以正试探电荷在PN之间电势能的变化量的绝对值小于在NM之间电势能的变化量的绝对值,根据功能关系可知静电力做功|WPN|WNM|,故D错误.10. 解析:(1)将负电荷从A点移到B点,静电力做正功,所以负电荷所受静电力方向由A点指向C点,电场强度方向与负电荷受静电力方向相反,所以电场强度方向由C点指向A点.(2)由静电力做功与电势能变化的关系可知WAB=Ep
9、A-EpB=q(A-B),则A=WABq+B=(610-8-110-8+1)V=-5 V.(3)电子在A点的电势能EpA=(-e)(-5 V)=5 eV.答案:(1)由C点指向A点(2)-5 V(3)5 eV11.解析:(1)重力势能变化量Ep=-mgl=-4.510-3 J,电势能变化量Ep电=qEl=310-3 J.(2)取A点电势为零,由(1)知,小球在B点的电势能EpB=Ep电=310-3 J,又EpB=Bq,解得B=310-3210-6 V=1.5103 V.(3)小球从A点到B点由动能定理得mgl-qEl=12mvB2,解得vB=1 m/s,在B点,对小球有FT-mg=mvB2l,解得FT=510-2 N.答案:(1)-4.510-3 J310-3 J(2)310-3 J1.5103 V(3)1 m/s510-2 N
