2019-2020版高中物理 第一章 4 電勢能和電勢課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1

4電勢能和電勢1.(2019·陜西校級月考)關(guān)于靜電場,下列說法正確的是(D)A.電勢等于零的物體一定不帶電B.電場強(qiáng)度為零的點(diǎn),電勢一定為零C.同一電場線上的各點(diǎn),電勢一定相等D.負(fù)電荷沿電場線方向移動(dòng)時(shí),電勢能一定增加解析:電勢是否為零與電勢零點(diǎn)位置的選取有關(guān),與物體是否帶電無關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)電勢不一定為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;同一電場線上,沿電場線方向電勢降低,各點(diǎn)電勢一定不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;負(fù)電荷沿電場線移動(dòng)時(shí),靜電力做負(fù)功,電荷的電勢能增加,選項(xiàng)D正確.2.(2019·福建龍巖檢測)在靜電場中,將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),靜電力做了負(fù)功,則(C)A.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大B.電場線方向一定從b指向aC.b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高D.該電荷的動(dòng)能一定減小解析:靜電力做負(fù)功,電勢能增大,正電荷在電勢高處電勢能大,C正確;靜電力做負(fù)功同時(shí)電荷可能還受其他力作用做正功,總功不一定為負(fù).由動(dòng)能定理可知,動(dòng)能不一定減小,D錯(cuò)誤;電勢高低與電場強(qiáng)度大小無必然聯(lián)系,A錯(cuò)誤;b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),但a,b可能不在同一條電場線上,B錯(cuò)誤.3.如圖所示,實(shí)線是某電場中的一條電場線,虛線是該電場中的兩條等勢線,由圖可以得出的正確結(jié)論是(C)A.M點(diǎn)的電勢一定低于N點(diǎn)的電勢B.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定小于N點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.由M點(diǎn)向N點(diǎn)移動(dòng)電荷時(shí),電勢能的改變量與零勢能點(diǎn)的選取無關(guān)D.某電荷在M點(diǎn)或N點(diǎn)具有的電勢能與零勢能點(diǎn)的選取無關(guān)解析:沿著電場線方向電勢逐漸降低,可知M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)的電勢,A錯(cuò)誤;根據(jù)電場線與等勢面垂直,可以作出如圖所示電場線,可得EM>EN,B錯(cuò)誤;M,N兩點(diǎn)的電勢能之差與零勢能點(diǎn)的選取無關(guān),C正確;電勢能的大小與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān),D錯(cuò)誤.4.(2019·湖北襄陽月考)帶有等量異種電荷的一對平行金屬板,如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大,即使在兩極板之間,它的電場線也不是彼此平行的直線,而是如圖所示的曲線(電場的方向未畫出).在圖中,若上極板帶正電,虛線MN是穿過兩板正中央的一條直線,則關(guān)于這個(gè)電場,以下說法正確的是(B)A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度B.b點(diǎn)的電勢低于c點(diǎn)的電勢C.平行金屬板之間的電場,可以看做勻強(qiáng)電場D.若將一正電荷從電場中的任一點(diǎn)由靜止釋放,它必將沿電場線運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板解析:由電場線疏密可知,a點(diǎn)電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場強(qiáng)度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于b=d,而c>d,所以c>b,選項(xiàng)B正確;由于電場線不是平行等間距直線,所以平行金屬板間電場不能看做勻強(qiáng)電場,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于有的電場線不是直線,所以電荷不一定沿電場線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.5 (2019·山東青島校級檢測)一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中,容器內(nèi)的電場線分布如圖所示,容器內(nèi)表面為等勢面,A,B為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn),下列說法正確的是(C)A.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的大B.小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低C.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直D.將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn),靜電力所做的功不同解析:由題圖知,B點(diǎn)處的電場線比A點(diǎn)處的密,則A點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;沿電場線方向電勢降低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電場強(qiáng)度的方向總與等勢面垂直,選項(xiàng)C正確;檢驗(yàn)電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),靜電力做功一定,與路徑無關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.6 (2019·甘肅校級月考)光滑絕緣的斜面置于電場中,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)以v0的初速度沿斜面運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),速度也為v0.則下列說法正確的是(C)A.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度B.A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢C.電荷在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能D.點(diǎn)電荷一定帶正電解析:點(diǎn)電荷從A到B的過程中,受三個(gè)力作用.根據(jù)動(dòng)能定理可知靜電力做正功.由功能關(guān)系可知,電荷的電勢能減小,C正確;由于不知道電場方向和電場是否是勻強(qiáng)電場,所以A,B,D錯(cuò)誤.7.(2019·湖南湘潭月考)質(zhì)量為m的帶電小球射入勻強(qiáng)電場后,以方向豎直向上、大小為2g的加速度向下運(yùn)動(dòng),在小球下落h的過程中(D)A.小球的重力勢能減少了2mghB.小球的動(dòng)能增加了2mghC.靜電力做負(fù)功2mghD.小球的電勢能增加了3mgh解析:帶電小球受到向上的靜電力和向下的重力,據(jù)牛頓第二定律F合=F電-mg=2mg,得F電=3mg.在下落過程中靜電力做功W電=-3mgh,重力做功WG=mgh,總功W=W電+WG=-2mgh,根據(jù)做功與勢能變化關(guān)系可判斷,小球重力勢能減少了mgh,電勢能增加了3mgh;根據(jù)動(dòng)能定理,小球的動(dòng)能減少了2mgh,故D正確.8.(2019·四川德陽模擬)如圖所示勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi),在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷+Q.a,b,c,d,e,f為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn),aecf平面與電場平行,bedf平面與電場垂直,則下列說法中正確的是(D)A.b,d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B.a點(diǎn)的電勢等于f點(diǎn)的電勢C.點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí),靜電力一定做功D.將點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng),從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電勢能的變化量一定最大解析:b,d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度為+Q產(chǎn)生的電場與勻強(qiáng)電場E的合場強(qiáng),由對稱性可知,其大小相等、方向不同,A錯(cuò)誤;a,f兩點(diǎn)雖在+Q的同一等勢面上,但在勻強(qiáng)電場E中此兩點(diǎn)的電勢不相等,B錯(cuò)誤;在bedf面上各點(diǎn)電勢相同,點(diǎn)電荷+q在bedf面上移動(dòng)時(shí),靜電力不做功,C錯(cuò)誤;從a點(diǎn)移到c點(diǎn),+Q對它的靜電力不做功,但勻強(qiáng)電場對+q做功最多,電勢能變化量一定最大,D正確.9.(2019·湖南岳陽一中校級月考)(多選)在真空中A,B兩點(diǎn)分別放置等量異種電荷,在電場中通過A,B兩點(diǎn)的豎直平面內(nèi)對稱位置取一個(gè)矩形路徑abcd,如圖所示,現(xiàn)將一電子沿abcd移動(dòng)一周,則下列判斷正確的是(BD)A.由ab靜電力做正功,電子的電勢能減小B.由bc靜電力對電子先做負(fù)功,后做正功,總功為零C.由cd電子的電勢能一直增加D.由da電子的電勢能先減少后增加,電勢能變化量為零解析:電子帶負(fù)電,由ab靜電力做負(fù)功,電勢能增加,由cd靜電力做正功,電勢能減少,選項(xiàng)A,C錯(cuò)誤;由bc,靜電力對電子先做負(fù)功后做正功,由對稱性,b,c兩點(diǎn)電子電勢能相等,故總功為零,選項(xiàng)B正確;由da,靜電力對電子先做正功后做負(fù)功,故電子的電勢能先減少后增加,再由對稱性可確定電勢能變化量為零,選項(xiàng)D正確.(教師備用)1.(2019·甘肅模擬)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點(diǎn)是P,直徑MN水平,a,b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷),b固定在M點(diǎn),a從N點(diǎn)靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫出)時(shí)速度為零,則小球a(B)A.從N到Q的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小B.從N到P的過程中,速率先增大后減小C.從N到Q的過程中,電勢能先減小后增大D.從P到Q的過程中,動(dòng)能減少量小于電勢能增加量解析:小球a從N點(diǎn)釋放一直到達(dá)Q點(diǎn)的過程中,a,b兩球的距離一直減小,庫侖力變大,a受重力不變,重力和庫侖力的夾角從90°一直減小,故合力變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球a從N到P的過程中,速度方向與重力和庫侖力的合力方向的夾角由小于90°到大于90°,故庫侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功,a球速率先增大后減小,選項(xiàng)B正確;小球a由N到Q的過程中庫侖力一直做負(fù)功,電勢能一直增加,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球a從P到Q的過程中,減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能和電勢能之和,故動(dòng)能的減少量大于電勢能的增加量,則選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.(2019·山東濟(jì)南校級月考)如圖所示,在電場強(qiáng)度為E=1×104 N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,用一根長l=1 m的絕緣細(xì)桿(質(zhì)量不計(jì))固定一個(gè)質(zhì)量為m=0.2 kg、電荷量為q=5×10-6 C的帶正電的小球.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,靜電力對小球做功多少?小球電勢能如何變化?解析:靜電力做功與路徑無關(guān).在小球由A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過程中,靜電力對小球做的正功為W=qEl=5×10-6×1×104×1 J=0.05 J,靜電力對小球做正功,小球電勢能減少,減少的電勢能為0.05 J.答案:0.05 J減少0.05 J3.(2019·四川樂山期中)如圖所示,勻強(qiáng)電場的電場線與AC平行,把10-8 C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功6×10-8 J,AB長6 cm,AB與AC成60°角.求:(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向;(2)設(shè)B處電勢為1 V,則A處電勢為多少?電子在A處的電勢能為多少?解析:(1)將負(fù)電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn),靜電力做正功,所以電荷所受靜電力方向沿A至C.又因?yàn)槭秦?fù)電荷,電場強(qiáng)度方向與負(fù)電荷受力方向相反,所以電場強(qiáng)度方向由C指向A.(2)由WAB=EpA-EpB=q(A-B)得A=+B=(+1)V=-5 V則電子在A點(diǎn)的電勢能為EpA=qA=(-e)×(-5 V)=5 eV.答案:(1)由C指向A(2)-5 V5 eV5