高二物理电势能和电势练习题4附答案Word格式.docx

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φAD．EA<

7．下列说法正确的是（）

A．正电行在电场中的电势能为正，负电行在电场中的电势能为负

B．电荷在电势为正的点电势能为正，电荷在电势为负的点电势能为负

C．电荷克服电场力做多少功，它的电势能就等于多少

D．不管是否存在其他力对电荷做功，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少

8．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）

A．电场强度大的地方电势一定高

B．电势为零的地方场强也一定为零

C．沿电场线方向电势越来越低，场强越来越小

D．场强和电势都跟电场中是否存在试探电荷无关

9．带正电的小球只受电场力作用，则它在任意一段时间内（）

A．一定沿着电场线由高电势向低电势方向运动

B．一定沿着电场线向电势能减小的方向运动

C．不一定沿着电场线运动，但一定向低电势方向运动

D．不一定沿着电标线运动，也不一定向电势能减小的方向运动

10．对UAB=1V的理解，正确的是（）

A．从A到B移动qC的电荷，电场力做功1J

B．从A到B移动1C的正电荷，电场力做功1J

C．从A到B移动1C的负电荷，克服电场力做功1J

D．从A到B移动1C的负电荷，外力做功1J

11．如图所示，a、b、c是某电场中一条电场线上的三个点，电场方向由a指向c，b恰在a、c的正中间，a、b、c三点的电势和场强分别用

、

和

表示，则下列关系正确的是（）

A．

B．

C．

D．

12．如图所示，A、B为两等量异种点电荷，A带正电，B带负电，在AB的连线上有a、b、c三点，b为连线的中点，ab=bc，则（）

A．a点与c点的电场强度相同

B．a点与c点的电势相同

C．a、b间的电势差与b、c间的电势差相等

D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不做功

13．如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是（）

A．电势

，场强

B．电势

C．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少

D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有电势能

二、填空题

14．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，相邻两等势线间的电势差相等，一正的点电荷经过等势线

时，具有动能20J，运动到等势线

时动能为零，令

，则当该电荷的电势能为4J时，动能为______J．

15．如图所示，带电导体表面A点附近场强

，B点附近场强

，现将一个带与导体同种电荷的点电荷分别放在A、B两处，并从静止开始释放，则点电荷在A、B两处加速度大小之比为________，点电荷分别所能获得的最大速率之比为________．若将该点电荷由A移到B，电场力做功为_________。

16．如图所示，a、b、c、d为某电场中的四个等势面，一带正电的粒子飞入电场后，只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动，由此可知，这四个等势面的电势

由高到低的排列顺序是_________，带电粒子经M和N点时，在______点具有较大的电势能．

17．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为他

V，

V，求D点的电势

＝_____________．

三、计算题

18．一个带负电的粒子，q=-2.0×

10-9C，在静电场中的a点运动到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做功为6.0×

10-5J，粒子的动能增加了8.0×

10-5J，求a、b两点间的电势差Uab．

19．固定不动的正点电荷A，带电量为Q=1.0×

10-6C，点电荷B从距A无穷远的电势为零处移到距A为3m、电势为3000V的P点，电场力做功-1.8×

10-3J，求

（1）电荷B的电荷量．

（2）电荷B在P点处所受的电场力大小．（3）若在P处自由释放电荷B，它能获得的最大动能是多少？

答案：

选择：

1、D2、CD3、ABD4．D5．B6．D7．D8．D9．D10．BC11．A12．ACD13．BC

填空：

1．6

2．100：

1，1：

1，0.

3．

，N，

4．9V.

计算：

1．-1.0×

104V

2．

（1）6×

10-7C，

（2）6×

10-4N，（3）1.8×

10-3J．

高二物理电势与电势能练习题

一、电场力的功

1、特点:

电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。

2、计算方法

（1）由公式W=qE·

d（d为电荷初末位置在电场方向上的位移）

（2）由公式

（

为电荷初末位置A→B间电势差,注意下标的使用）

（3）由电场力做功和电势能的变化的关系：

分别是电荷电场中A、B两点的电势能）

（4）由动能定理：

二、电势能

1.电势能：

电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能）

2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点（通常选大地或无限远处）过程中电场力做的功。

EPA=WA→∞

电场力做正功，电势能减少；

电场力做负功，电势能增加；

电场力不做功，电势能不变。

3.比较电势能的大小

（1）场电荷判断法

①离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；

检验负电荷的电势能越小.

②离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；

检验负电荷的电势能越大.

（2）电场线法

①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；

逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大.

②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；

逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小.

（3）做功判断法

无论正、负电荷，电场力做正功，电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.

三、电势

１.定义：

　ＥPA为试探电荷在该点Ａ的电势能，q为电荷量，可以带符号运算。

2.单位：

伏特V，1V=1J/Ｃ　　　3.电势是标量，有正负，但没有方向。

规定大地或无限远电势为零。

4.物理意义：

描述电场能的特性，由场源电荷量和相对位置来决定，与是否放试探电荷无关。

5.电势高低判断的三种方法

（1）根据公式计算：

，带符号代入运算。

（2）沿着电场线的方向电势是降低的，逆着电场线方向电势是升高的。

（3）将ＷAB和q带符号代入，根据UAB的正负判断Ａ、Ｂ两点电势的高低，UAB=A-B。

若UAB>

０，则A>

B；

若UAB=０，则A=B；

若UAB<

０则A<

B。

四、等势面

1、定义：

电场中电势相等的点构成的面叫等势面。

2、等势面与电场线的关系

（1）电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面。

（2）电场线越密的地方，等势面也越密集。

（3）沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，正电荷电场力做正功，负电荷电场力做负功。

（4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具

（5）实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线。

五、电势差

1.定义：

，与零电势点的选取无关。

2.与电场力做功的关系：

（任何电场成立，可带符号运算）

3.在匀强电场中电势差与电场强度的关系：

（1）电场强度等于沿电场线单位距离上的电势差

（2）公式Ｅ＝U/d，U是指两点间的电势差，d是指这两点间沿电场线方向的距离，或者相邻等势面间的

距离，因此电场强度是电势降落最快的方向。

（3）U=Ed只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时，E越大处，d越小，即等势面而越密集。

（4）匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落相等。

六、练习

1．一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少Q/2，则（）

A．电容为原来的1/2，两极板电压不变B．电容为原来2倍，两极板电压不变

C．电容不变，两极板电压是原来的1/2D．电容不变，两极板电压是原来的2倍

2．下列说法正确的有（）

A．把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加

B．把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加

C．把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加

D．把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定减小

3．关于电场线和等势面，正确的说法是（）

A．电场中电势越高的地方，等势面越密B．电场中场强越大的地方，电场线越密

C．没有电场线的地方，场强为零D．电场线和等势面一定垂直

4．某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定（）

A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度

B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能

C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能

D．A点的电势高于B点的电势

5．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>

φ2B．E1>

E2，φ1<

φ2C．E1<

φ2D．E1<

φ2

6．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线的电势差相等，一个正电荷在等势线φ3上时具有动能20J，它运动到等势线φ1上时，速度恰好为零，令φ2=0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能为（）

A．16JB．10JC．6JD．4J

7．在图中，A、B两个等量正电荷位置固定，一个电子（重力忽略）沿A、B中垂线自无穷远处向A、B连线的中点O飞来，则电子在此过程中（）

A．加速度不断增大，电势能减小B．加速度先增加后减小，电势能减小

C．加速度不断减小，速度不断增大D．加速度先减小后增大，速度不断增大

8．图中实线表示电场中的三个等势面，各等势面的电势值如图中所示。

把一个负电荷沿A→B→C移动，电荷在这三点所受的电场力为FA、FB、FC，电场力在AB段和BC段做的功为WAB和WBC，那么（）

A．FA=FB=FC，WAB＝ＷBCB．FA<

FB<

FC，WAB>

ＷBC

C．FA>

FB>

FC，WAB<

ＷBCD．FA>

FC，WAB＝ＷBC

9．一个带正电的质点，电量q=2.0×

10－9C，在静电场中，由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为6.0×

10－5J，质点的动能增加了8.0×

10－5J，求a、b两点间的电势差Uab为多少？

10．如图所示，竖直实线为电场线，质量为m，电量为－q的质点P从电场边缘A射入电场，并沿直线AB从B飞出，AB直线与电场线夹角为θ，A、B两点相距为d，则A、B两点的电势差为多少？

11．如图所示，有一电子经电压U0加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间射入，且恰好能穿出电场，求：

（1）金属板的长度；

（2）电子穿出电场时的动能.

12．一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图所示。

如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L。

设粒子束不会击中极板，求粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为多少？

（粒子的重力忽略不计）

13．如图所示，相距为d、水平放置的两块平行金属板a、b，其电容量为C，开始时两板均不带电，a板接地且中央有孔，现将带电量为q、质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔上方高处无初速地滴下，竖直落向b板，到达b板后电荷全部传给b板（重力加速度为g，不计a、b板外电磁场及阻力的影响），求：

（1）第几滴滴在a、b板间将作匀速直线运动？

（2）能够到达b板的液滴不会超过多少滴？

14．如图（a）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），A、B两点的坐标分别为0.2m和0.5m。

放在A、B两点的检验电荷q1、q2受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图（b）所示。

则A点的电场强度大小为________N/C，点电荷Q的位置坐标为x=________m。

15.一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中.开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°

角时，小球到达B点且速度恰好为零.试求：

（1）AB两点的电势差UAB；

（2）匀强电场的场强大小；

（3）在A、B两处绳子拉力的大小。

16．静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示。

A、B为两块平行金属板，间距d＝0.40m，两板间有方向由B指向A，大小为E＝1.0×

103N/C的匀强电场。

在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均为v0＝2.0m/s，质量m＝5.0×

10－15kg、带电量为q＝－2.0×

10－16C。

微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都落在金属板B上。

试求：

（1）电场力对每个微粒所做的功。

（2）微粒打在B板上的动能。

（3）微粒到达B板所需的最短时间。

（4）微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小。

17.（12分）如图所示，一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E=1.0×

105N/C、与水平方向成θ=30°

角的倾斜向上的匀强电场中。

杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×

10－6C；

另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×

10－6C，质量m=1.0×

10－2kg。

现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。

（静电力常量k=9.0×

109N·

m2/C2．取g=10m/s2）

（1）小球B开始运动时的加速度为多大?

（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大?

（3）小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时，速度为v=1.0m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少?

答案

1．C2．BC3．BD4．BD5．A6．C7．B薄8．D9．1×

10.粒子运动方向与mg、Eq方向有夹角，仍做直线运动，所以Eq=mgUAB=

11.

（1）设电子进入平行金属板时的速度

，则有

由做类平抛运动

运动加速度

解得运动时间

金属板长l为

（2）由动能定理可得

12.

13.

（1）电场力与重力平衡时做匀速运动

第n+1滴做匀速直线运动

（2）液滴到达b板时速度为零就不能到达

第N+1滴不能到达

14.2×

103N/C；

0.3m。

15.

（2）

（3）

mg 

16.解：

（1）

（3分）

（2）

（1分）

（2分）

（3）

（2分）

（1分）

所以

（1分）

（4）圆形，

（1分）

（1分）

17.解：

（1）开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得

　　　　　①

解得

②

代入数据解得：

a=3.2m/s2③

（2）小球B速度最大时合力为零，即

　　　　　　　　　④

　　　　　　　　⑤

代入数据解得h1=0.9m⑥

（3）小球B从开始运动到速度为v的过程中，设重力做功为W1，电场力做功为W2，库仑力做功为W3，根据动能定理有

　　　　　　　　⑦

W1＝mg（L-h2）⑧

W2=-qE（L-h2）sinθ⑨

　　　　　⑩

设小球的电势能改变了ΔEP，则

ΔEP＝－（W2＋W3）　　　　　　　　　　　　

ΔEP＝8.2×

10－2J