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2018-2019学年人教版选修3-1 1.4 电势能和电势 课时作业

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                     第一章         静电场
                      4 电势能和电势


                         A 级 抓基础

    1.如图所示,Q     是带正电的点电荷,P1         和 P2 为其电场中的两

点.若   E1、E2 为  P1、P2 两点的电场强度的大小,φ1、φ2           为 P1、

P2 两点的电势,则(  )


    A.E1>E2,φ1>φ2         B.E1>E2,φ1<φ2

    C.E1φ2         D.E1E2,φ1>φ2,选项                   A 正
确.

    答案:A
    2.如图所示的是电场中的一条电场线,可判定                  (  )

    A.该电场一定是匀强电场
    B.A  点的电势一定低于        B 点电势
    C.负电荷放在      B 点的电势能比放在        A 点的电势能大
    D.负电荷放在      B 点所受电场力方向向右
    解析:电场中的一条电场线不能说明电场的大小分布,选项

A 错;A   点的电势一定高于        B 点电势,选项      B 错;负电荷在电场中
电势低的地方电势能较大,选项              C 对;负电荷放在       B 点所受电场力
方向向左,选项       D 错.
    答案:C
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    3.如图所示的为某个电场中的部分电场线,如                  A、B  两点的场强

分别记为    EA、EB,电势分别记为         φA、φB,则  (  )


    A.EA>EB,φA >φB

    B.EAφB

    C.EAEB,φA<φB

    解析:可以通过电场线的疏密确定               EAφB,选项   B 正确.
    答案:B
    4.(多选)如图所示,两个等量的正点电荷分别置于                  P、Q  两位置,
在 P、Q  连线的垂直平分线上有          M、N   两点,另有一试探电荷          q,
则(  )


    A.若   q 是正电荷,q    在  N 点的电势能比在       M 点的电势能大
    B.若   q 是负电荷,q    在  M 点的电势能比在       N 点的电势能大
    C.无论    q 是正电荷,还是负电荷,q          在 M、N   两点的电势能都
一样大

    D.无论    q 是正电荷还是负电荷,q         在 M  点的电势能都比在
N 点的电势能小
    解析:由两个等量的正点电荷周围的电场线的分布情况可知,
两点电荷连线的中垂线上的电场方向是:由连线的中点沿中垂线指

向无穷远处.正电荷从          N 点移到   M 点,静电力做正功,电势能减小;
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负电荷从    N 点移到   M  点,静电力做负功,电势能增大.故选                AB.
    答案:AB
    5.如图所示的匀强电场中,有           A、B、C   三点,AB=5         cm,
BC=12  cm,其中    AB 沿电场方向,BC       和电场方向成      60°角.一个

                -8
电荷量为    q=4×10      C 的正电荷从     A 移到  B,电场力做功为       W1=

1.2×10-7 J.求:


    (1)匀强电场的电场强度        E 的大小;
    (2)电荷从  B 到  C,电荷的电势能改变多少?

    解析:(1)由   W1=qE·AB   得,该电场的电场强度大小为:E=

 W1     1.2 × 10-7
q·AB=4 × 10-8 × 5 × 10-2 N/C=60 N/C.
    (2)电荷从  B 到  C,电场力做功为

                                                        -
    W2=F  电·BC·cos        60°=qE·BC·cos       60°=4×10

8×60×12×10-2×0.5 J=1.44×10-7 J.
    所以,该过程电势能减少           1.44×10-7 J.
                        [B 级 提能力]
    6. (多选)如图甲所示的直线为某电场中的一条电场线,A、B                      是
这条电场线上的两点,若将一负电荷从                 A 点自由释放,负电荷沿电
场线从   A 到  B 运动过程中的速度—时间图象如图乙所示,比较                    A、
B 两点电势    φ 的高低和场强      E 的大小可得(  )


    A.φA>φB               B.φA<φB

    C.EA>EB               D.EA=EB
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    解析:负电荷的速度在增加,说明电场力方向由                    A 指向  B,场

强方向由    B 指向  A,所以    φB>φA,B  对;又知加速度在减小,所以

EA>EB,C  对.
    答案:BC
    7.(多选)如图所示,在        x 轴上相距为     L 的两点固定两个等量异

                                            L
种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q              所在点为圆心、2为半径的圆,
a、b、c、d   是圆上的四个点,其中          a、c 两点在    x 轴上,b、d   两点
关于  x 轴对称.下列判断正确的是(  )


    A.b、d   两点处的电势相同
    B.四个点中     c 点处的电势最低
    C.b、d   两点处的电场强度相同
    D.将一试探电荷+q        沿圆周由     a 点移至  c 点,+q   的电势能减
小

    答案:ABD
    8.(多选)如图中虚线为匀强电场中的等势线,两粒子                   M、N   质量
相等,所带电荷量的绝对值也相等.现将                 M、N   从虚线上的     O 点以
相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所

示.点   a、b、c   为实线与虚线的交点,已知           O 点电势高于     c 点.若
不计重力,则(  )


    A.M  带负电荷,N      带正电荷
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    B.M  带正电荷,N      带负电荷
    C.N  在从   O 点运动至    a 点的过程中电势降低
    D.M  在  O 点和  b 点电势能相同
    答案:BD
    9.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线
所示,一带负电的粒子以某一速度从图中                 A 点沿图示方向进入电场
在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电

场中(  )


    A.做直线运动,电势能先变小后变大
    B.做直线运动,电势能先变大后变小
    C.做曲线运动,电势能先变小后变大
    D.做曲线运动,电势能先变大后变小

    解析:带负电的粒子以速度            v 进入电场后,静电力的方向与
v 的方向不在一条直线上,故带负电的粒子做曲线运动,选项                         A、
B 错误.带负电的粒子先由低电势面运动到高电势面,然后由高电
势面运动到低电势面,所以电势能先减小后增大,选项                       C 正确,选
项 D 错误.
    答案:C
    10.如图所示的一匀强电场,场强方向水平向左.一个质量为

m 的带正电的小球,从         O 点出发,初速度的大小为           v0,在电场力与
重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成                 θ 角的直线运动.求小球
运动到最高点时其电势能与在             O 点的电势能之差.
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    解析:设小球的电荷量为           q,由题设知,它受到的电场力             qE 和
重力  mg 的合力应沿初速度反方向,如图所示,


    由图可知,mg=qEtan θ.
    则小球做匀减速直线运动的加速度大小为

        mg   g
    a=msin θ=sin θ.

    设从  O 点到最高点的路程为         x,由  v20=2ax 知,

    x=    sin θ,

    小球运动的水平距离为          l=xcos θ=    sin θcos θ,
    则小球从    O 到最高点过程电场力做功为

                1
    W=-qEl=-2mv20cos2θ,

                          1
                                2
    电势能之差     ΔEp=-W=2mv20cos    θ.
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