1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 电势能电势和电势差 基础巩固 1.(2018北京西城期末 )某区域的电场线分布如图所示 ,M、 N是电场中的两个点。下列判断正确的是 ( ) A.M 点的场强大于 N点的场强 B.M 点的电势低于 N点的电势 C.一个正点电荷在 M点的电势能大于在 N点的电势能 D.一个正点电荷在 M点受到的电场力大于在 N点受到的电场力 2.如图所示 ,q1、 q2为两个固定的点电荷 ,q1带正电、 q2带负电。在它们连线上有 a、 b、 c三点 ,其中 b点合场强为 0。将一负电荷由 a 点经 b点移到 c点的过程中 ,该负电荷电势能变化的情况是 ( ) A.一直增
2、大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 3.(2017北京朝阳期末 ,6)在某静电场中把一个 +q的检验电荷从电场中的 A点移到无限远处时 ,电场力做功为 W,则检验电荷在 A点的电势能 EpA以及电场中 A点的电势 A分别为 ( ) A.EpA=W, A= B.EpA=W, A=- C.EpA=-W, A= D.EpA=-W, A=- 4.(2017北京朝阳期末 ,8)如图所示 ,竖直实线表示匀强电场中的一簇等势面 ,一带电微粒在电场中从 A到B 做直 线运动 (如图中虚线所示 )。则该微粒 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.一定带正电 B.从 A到 B的过程中做匀速直线
3、运动 C.从 A到 B的过程中电势能增加 D.从 A到 B的过程中机械能守恒 5.(2018 北京丰台期末 )如图所示 ,将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧 ,在空间形成了稳定的静电场 ,实线为电场线 ,虚线为等势线。 A、 B两点与两球球心连线位于同一直线上 ,C、 D两点关于直线 AB对称 ,则 ( ) A.A 点和 B点的电势相等 B.C 点和 D点的电场强度相同 C.负电荷从 C点移至 D点 ,电势能增大 D.正电荷从 A点移至 B点 ,电场力做正功 6. (2017北京海淀期末 ,9)(多选 )如图所示 ,等间距的平行实线表示电场线 ,虚线表示一个带负电的粒子在该电场中运动的轨迹 ,
4、a、 b 为运动轨迹上的两点。若不计粒子所受重力和空气阻力的影响 ,下列说法中正确的是 ( ) A.场强方向一定是沿图中实线向右 B.该粒子运动过程中速度一定不断增大 C.该粒子一定是由 a向 b运动 D.该粒子在 a点的电势能一定大于在 b点的电势能 7.(2017 北京西城二模 ,15)某静电场的电场线分布如图所示 ,P、 Q为该电场中的两点。下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.P 点场强大于 Q点场强 B.P 点电势低于 Q点电势 C.将电子从 P点移动到 Q点 ,电场力做正功 D.将电子从 P点移动到 Q点 ,其电势能增大 8.(2017 北京西城期末 ,4)一个
5、带电导体周围的电场线和等势面的分布情况如图所示 ,关于图中各点的场强和电势的关系 ,下列描述正确的是 ( ) A.1、 2两点的场强相等 B.2、 3两点的场强相等 C.1、 2两点的电势相等 D.2、 3两点的电势相等 9.(2017 北京朝阳期末 ,17)在电场中把电荷量 q=2.010 -9 C的正电荷从 A点移到 B点 ,静电力做功为-1.510 -7 J,再把该电荷从 B点 移到 C点 ,静电力做功为 4.010 -7 J。 (1)求 A、 B间以及 B、 C间的电势差 UAB和 UBC; (2)若该电荷只在电场力作用下从 A点运动到 C点 ,求电荷动能的增加量 E k。 综合提能
6、1.(2018北京海淀期末 )(多选 )如图甲所示 ,在某电场中建立 x坐标轴 ,一个电子仅在电场力作用下沿 x轴正方向运动 ,经过 A、 B、 C三点 ,已知 xC-xB= xB- xA。该电子的电势能 Ep随坐标 x变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.A 点电势低于 B点电势 B.A 点的电场强度小于 B点的电场强度 C.A、 B两点电势差 UAB等于 B、 C两点电势差 UBC D.电子经过 A点的速率小于经过 B点的速率 2.(2017 北京朝阳一模 ,17)如图所示 ,平行板电容器上极板 MN与下极板 PQ水平放置 ,一带电液滴从下极板
7、 P 点射入 ,恰好沿直线从上极板 N点射出。下列说法正确的是 ( ) A.该电容器上极板一定带负电 B.液滴从 P点到 N点的过程中速度增加 C.液滴从 P点到 N点的过程中电势能减少 D.液滴从 P点以原速度射入时 ,若再加一垂直纸面向内的匀强磁场 ,则液滴可能做匀速直线运动 3.一带电粒子在电场中仅受静电力作用 ,做初速度为零 的直线运动。取该直线为 x轴 ,起始点 O为坐标原点 ,其电势能 Ep与位移 x的关系如图所示。下列图像中合理的是 ( ) 4.(多选 )如图所示 ,半圆槽光滑、绝缘、固定 ,圆心是 O,最低点是 P,直径 MN 水平。 a、 b是两个完全相同的带正电小球 (视为
8、点电荷 ),b固定在 M点 ,a从 N点静止释放 ,沿半圆槽运动经过 P点到达某点 Q(图中未画出 )时速度为零。则小球 a( ) A.从 N到 Q的过程中 ,重力与库仑力的合力先增大后减小 B.从 N到 P的过程中 ,速率先增大后减小 【 精品教育资源文库 】 C.从 N到 Q的过程中 ,电势能一直增加 D.从 P到 Q的过程中 ,动能减少量小于电势能增加量 5.在 xOy平面内 ,有沿 y轴负方向的匀强电场 ,场强大小为 E(图中未画出 ),由 A点斜射出一质量为 m、带电荷量为 +q 的粒子 ,B 和 C是粒子运动轨迹上的两点 ,如图所示 ,其中 l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求
9、: (1)粒子从 A到 C过程中电场力对它做的功 ; (2)粒子从 A到 C过程所经历的时间 ; (3)粒子经过 C点时的速率。 【 精品教育资源文库 】 答案精解精析 基础巩固 1.C 因电场线的疏密表示电场的强弱 ,则由图可知 ENEM,A错误。因沿着电场线方向电势逐渐降低 ,由图可知 M N,B错误。 由 Ep=q 可知 EpMEpN,C正确。由 F=Eq 可知 FNFM,D错误。 2.D 由图和题意可知 q1q2,故在 a、 b之间 ,合电场的方向为水平向左 ,负电荷在此区域受力水平向右 ,它从 a到 b运动时 ,电场力做正功 ,电势能减少。在 b、 c 之间 ,合电场方向为水平向右
10、 ,负电荷受电场力向左 ,负电荷从 b到 c时电场力做负功 ,电势能增加 ,故 D 正确。 3.A 依题意 ,带电量为 +q的检验电荷从电场的 A点被移到电场的无限远处 ,电场力做功为 W,则检验电荷的电势能减小 W,无限远处检验电荷电势能为零 ,则检验电荷在 A点电势能为 EpA=W,A点电势 = = ,故选 A。 4.C 带电微粒在匀强电场中做直线运动。由于电场方向的不确定 ,电场可能水平向左或者向右 ,对应带电微粒的电性不确定 ,A错 ;电场力是沿水平方向 ,重力竖直向下 ,由微粒做直线运动可知 ,微粒所受电场力水平向左 ,合力一定与运动方向相反 ,故微粒做匀减速直线运动 ,B错 ;从
11、A到 B的过程中电场力做负功 ,电势能增加 ,C正确 ;由功能关系可知 ,电场力做负功 ,机械能减小 ,D错。 5.D 因电场线的疏密表示电场的强弱 ,又 C、 D两点关于直线 AB 对称 ,则 C点和 D点的电场强度大小相等 ,但方向不同 ,B 错误。因沿着电场 线方向电势逐渐降低 ,可知 B0,A错误、 D正确。因 C、 D两点位于同一等势线上 ,则 C= D,由 Ep=q, 可知负电荷从 C点移至 D点 ,电势能不变 ,C 错。 6.AD 由粒子运动轨迹可判断出该粒子所受电场力方向向左 ,因该粒子带负电 ,所以场强方向一定沿图中实线向右 ,A对 ;因不知粒子的运动方向 ,无法判断粒子速度
12、的变化 ,B、 C均错 ;因场强向右 ,故 b点电势高于 a点电势 ,负电荷在电势高处电势能小 ,故该粒子在 a点的电势能一定大于在 b点的电势能 ,D对。 7.D 电 场线的疏密代表场强的强弱 ,由图知 EQEP,沿电场线电势降低 , P Q,A、 B错误。将电子从 P点移动到 Q点 ,电场力做负功 ,电势能增大 ,C错误 ,D正确。 8.C 电场线疏密程度表示场强大小 ,由图可知三点场强均不相等 ,A、 B选项错误 ;沿着电场线方向电势逐渐降低 ,3点电势高于 2点电势 ,D 选项错误 ;同一等势面上各处电势相等 ,1、 2两点电势相等 ,C 选项正确。故选 C。 9.答案 (1)200
13、V (2)2.510 -7 J 解析 (1)根据电势差的定义式可得 : 【 精品教育资源文库 】 UAB= = V=-75 V 同理可得 :UBC=200 V (2)UAC=UAB+UBC=125 V 则 WAC=qUAC=2.510 -7 J 在此过程中 ,根据动能定理可得 :E k=WAC=2.510 -7 J 综合提能 1.AD 由乙图 ,电子从 A点到 B点 ,电势能减小 ,又电子带负电 ,则知 A点电势低于 B点电势 ,A项正确。 Ep-x图线的斜率大小 = =F 电 =qE,图线斜率的绝对值逐渐减小 ,说明场强逐渐减小 ,B项错误。由U=Ed,x C-xB=xB-xA,且 ,可知
14、 UABU BC,C 项错误。由能量守恒定律 ,电势能与动能的总和不变 ,因电子在 A点的电势能大于在 B点的 电势能 ,则其在 A点的动能小于在 B点的动能 ,经过 A点的速率小于经过B 点的速率 ,D项对。 2.C 由题意可知带电液滴所受重力和电场力只能如图所示 ,且有 Eq=mg,才能保证带电液滴沿直线运动 ,且一定做匀速直线运动 ,即 B 错误 ;因为不知道液滴所带电荷的电性 ,故电容器上极板所带电荷的电性也不确定 ,故 A错误 ;带电液滴从 P到 N的运动过程中 ,电场力做正功 ,液滴电势能减少 ,故 C正确 ;当再加上垂直纸面向内的匀强磁场后 ,液滴受电场力、重力和洛伦兹力无法达到
15、合外力为零的平衡状态 ,故液滴不可能做匀速直线运动 ,D错误。 3.D 在粒 子运动中的某一小段位移 x 内电场力做功 qEx 。由功能关系知 E p=-qEx, 即=-qE,Ep-x图线斜率的绝对值表示电场力的大小 ,故由图线可知 E逐渐减小 ,A错误。因粒子仅受电场力作用 ,由 qE=ma可知 a也逐渐减小 ,D正确 ;再由动能定理有 E k=qEx, 即 =qE,Ek-x图线的斜率也表示电场力 ,则 Ek-x图线应是一条斜率逐渐减小的曲线 ,B错误。由 v2=2ax有 v= ,可知 v-x图线应是一条曲线 ,故 C错误。 【 精品教育资源文库 】 4.BC 小球 a从 N到 Q的过程中 ,重力不变 ,库仑力 F逐渐增大 ,库仑力 F与重力的夹角逐渐变小 ,因此 ,F与 mg的合力逐渐变大 ,A错误。从 N到 P的过程中 ,重力沿速度方向的分力等于 F沿速度反方向的分力时 ,速率最大 ,B正确 ;从 N到 Q,F一直做负功 ,电势能一直增加 ,C正确 ;从 P到 Q,根据能量守恒知电势能的增加量和重力势能的增加量之和等于动能的减少量 ,所以电势能的增加量小于动能的减少量 ,D错误。
