1、高二物理电势与电势能练习题全面高二物理电势与电势能练习题、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 = qEd( d为电荷初末位置在电场方向上的位移)(2)由公式 Wab qUAB ( Uab为电荷初末位置 At 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: WAb EpA Epb(EpA.Epb分别是电荷电场中 A、B两点的电势能)(4)由动能定理:W电场力 W其他力 Ek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)
2、过程中电场力做的功。Epa=Wy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.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:a Epa,带符号代入运算。q 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。四、电势差1.定义:Uab a b,与零电势点的选取无关。 Uab Uba2.与电场力做功的关系: WaB qUAB (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
3、电场线单位距离上的电势差 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。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。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。五、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,场强也越大(3) 沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷
4、,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。课后练习:1 .静电力做功的特点:不论 q在电场中由什么路径从 A点移动到B点,静电力做的功都 是 的静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关,与电荷经过的路径 .2.电势能:电荷在 中具有的势能叫做电势能, 用字母 表示,单位 电势能是相对的与重力势能相似,与参考位置的选取有关.3静电力做功与电势能的关系(1) 静电力做的功 电势能改变量的多少,公式 VAB= (2) 电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的
5、功.4.电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 ,叫做这一点的电势,用0表示,定义式: ,在国际单位制中,电势的单位是伏特 (V) , 1 V =1 J/ C;电势是标量,只有大小,没有方向.5.电场线与电势:电场线指向电势 的方向.6 .等势面:电场中电势 的各点构成的面叫做等势面.电场线跟等势面 .7、在静电场中,下列说法正确的是( )A .电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零B .电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C .电场强度的方向总是跟等势面垂直的D .沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的&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,
6、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9.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10. 如图所示,Q是带正电的点电荷,Pi和P2为其电场中的两点,若 Ei、E2为Pi、Pa两点的电 场强度的大小,0 1、$ 2为P1、P2两点的电势,则( )A. E1E2,0 1 0 2 B. E1E2,0 1 0
7、 2 ”4 已QC. E1 0 2 D. E1E2,0 1 0 211.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0 3上时具有动能20J,它运动到等势线0 1上时,速度恰好为零,令02=0,那么该电荷的电势能为 4J时,其动能为 ( )13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 AtBt 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14.如图所示,实线表示匀强电场的电场线, 虚线表示一个带电粒子射入该电场后的运动轨迹,a、b是轨迹上的两个点。不计重力.下列说法中正确的是A.
8、该带电粒子一定是从下向上通过该匀强电场的B.该匀强电场的场强方向一定是从左向右 一C.该带电粒子在a点的电势能一定大于在 b点的电势能D.该带电粒子在a点的动能一定大于在 b点的动能15.图中a、b是两个点电荷,它们的电量分别为 Q、Q2, MN是 ab连线的中垂线,P是中垂线16.一带电油滴在匀强电场 E中的运动轨迹如图中虚线所示, 电场方向竖直向下。17.17、如右图在点电荷 Q产生的电场中,虚线表示等势面,实线表示a粒子(带正电)穿过电场时的19.一个带正电的质点,电量 q=2.0 x 109C,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 x 10_ J,
9、质点的动能增加了 8.0 x 10_ J,求a、b两点间的电势差Uab为多少?20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,21. 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Ub; (2)匀强电场的场强大小;(3)在A、B两处绳子拉力的大小。522.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 X 10N/C、与水
10、平方向成B =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 X 106C;另一带电小球 B穿在杆上可自由滑动, 电荷量q=+1.0 X 106C,质量m=1.0X 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 X 109N- m/C2.取2g=10m/s )(1)小球B开始运动时的加速度为多大 ? 小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大? 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? T答案1. C 2 . BC 3 . BD 4. B
11、D 5. A 6 . C 7 . B薄 8. D 9 . 1 X 104V11. ( 1)设电子进入平行金属板时的速度 v0,则有U0e2 2 2 2 212. q U L /2md v13.( 1)电场力与重力平衡时做匀速运动 mg q q2d cd第n+1滴做匀速直线运动 n 1 mg2dc 1q(2)液滴到达b板时速度为零就不能到达 mg(h d) U q -Nq-c第N+1滴不能到达 N 1 吨(d)C 1q214.2 X 103N/C; 0.3m。15. UAB 3mgL/2q (2) E 3mg /q (3)16.解:16(1) W qEd 2.0 10mg3 141.0 10 0
12、.40J 8.0 10 J(2) WEktEk0Ekt WEk0Wmv)228.0 10 14115 25.0 10 15 2.022(3 分)(1 分)(2 分)9.0 106.0m/s14JV。vt 2.06.0(4)圆形,a qE a2.01016 110 103m/s2 40m/s2m5.0 10 15所以t 丄丄 2 0.40 s 0.1sR Vot1(2分)(1 分)(1 分)(1 分)(1 分)(1 分)S R2 如)2请(空)a2 2 0.40 2 23.14 2.02 ( )m2 0.25m24017.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 小球B速度最大时合力为零,即kQqqEsi n mg解得h1 kQq mg qEsin代入数据解得h1=0.9m(3)小球B从开始运动到速度为 v的过程中,设重力做功为 W,电场力做功为 W,库仑力做功为W3,根据动能定理有W1 W2 W312 mv2W= mg ( L-h 2)W=-qE(L-h 2)sin 01 2解得W3 mv22mg(Lh2) qE(L h2 )si n设小球的电势能改变了厶 Ep,则Epmg(Lh2)1 2mv2
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