2019-2020学年高二物理鲁科版选修3-1同步课堂：(6)电势与电势面Word版含答案

2019-2020学年高二物理鲁科版选修3-1同步课堂：(6)电势与电势面Word版含答案

电势与电势面 ‎1、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.场强为零的地方电势也一定为零 D. 场强大小相同的点电势不一定相同 ‎2、在点电荷 Q形成的电场中有一点 A，当一个－ q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的 A 点时，电场力做的功为 W，取无限远处电势为零，则该检验电荷在 A 点的电势能及电场中 A 点的电势分别为（ ）‎ W A. EPA W, A B.‎ q W C. EPA W , A D.‎ q ‎W EPA W, A q W EPA W , A q ‎3、如图所示，两个固定等量同种正点电荷，在它们连线的中垂线上，将一带负电小 球从 A 点移动到 B点. 在此过程中，小球的电势能（ ）‎ A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大 ‎4、如图所示 , 虚线为静电场中的等势面 1、2、 3、4, 相邻的等势面之间的电势差相等 , 其中等势面 3 的电势为 0. —带正电的点电荷在静电力的作用下运动 , 经过 a、b 点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV . 当这一点电荷运动到某一位置 , 其电势能变为 -8 eV , 它的动能应为 ‎( )‎ A.8 eV B.13 eV C.20 eV D.34 eV ‎5、关于等势面、‎ 电场力做功和电场的关系 , 下列说法正确的是 ( )‎ A. 在等势面上移动电荷 , 电场力总是不做功 B. 电荷从 A点移到 B点, 电场力做功为零 , 则电荷一定是沿等势面移动的 C.在同一个等势面上的各点 ‎, 电场强度的大小必然是相等的 D.电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面 ‎6、已知空间中某一静电场的方向沿 x 轴方向， 其电势 φ 在 x 轴上的分布情况如图所示，‎ 则 下列说法正确的是 ( )‎ A. x 轴上 x 6m 处的电场强度方向沿 x 轴负方向 B. x 轴上 x 2m 处的电场强度最大 C. 电子由 x 2m 处沿 x 轴移动到 x 5m 处，电场力做正功 D. 试探电荷由 x 6m 处沿 x 轴向 O点运动的过程中，加速度先增大后减小 ‎7、两个固定的等量异种电荷 ‎, 在它们连线的垂直平分线上有 a,b,c 三点 , 如图所示 , 下列说法 正确的是 (‎ ‎)‎ A.a 点的电势比 b 点电势高 B. a,b 两点场强方向相同 ,b 点场强比 a 大 C. a,b,c 三点与无穷远处电势相等 D. 一带电粒子 ( 不计重力 ) 在 a 点无初速释放 , 则它将在 a,b 线上运动 ‎8、如图所示的电场中有 A、B两点，下列判断正确的是 ( )‎ A. 电势 A B ，场强 EA EB B. 电势 A B ，场强 EA EB 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，电荷具有的电势能 ‎E pA ‎EPb ‎9、下列给出的四个图中 ,a 、b 两点电势相等、电场强度相同的是 ( )‎ A.‎ B.‎ C.‎ D.‎ ‎10、一粒子从 A 点射入电场，从 B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示， 图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有 ( )‎ A. 粒子带负电荷 B.‎ 粒子的加速度先不变，后变小 C.粒子的速度不断增大 D.‎ 粒子的电势能先减小，后增大 ‎-8‎ ‎-4‎ ‎11、如果把电荷量 q=1.0 ×10 C的正电荷从无穷远处移到电场中的 A 点, 需要克服静电力做功 W=1.2 ×10 J, 取无穷远处电势为零。则 :‎ 1. q 在 A 点的电势能和 A 点的电势各是多少 ?‎ 2. q 未移入电场前 , A点的电势是多少 ?‎ ‎-5‎ ‎-6 -5‎ ‎12、将带电荷量为 6×10 C 的负电荷从电场中的 A 点移到 B 点, 克服静电力做了 3×10 J 的功, 再从 B点移到 C点, 静电力做了 1.2 ×10 J 的功 . 则 1. 电荷从 A 移到 B, 再从 B 移到 C 的过程中 , 电势能共改变了多少 ?‎ 2. 如果规定 A 点的电势能为零 , 则该电荷在 B 点和 C 点的电势能分别为多少 ?‎ 3. 若 A 点为零电势点 , 则 B、C两点的电势各为多少 ?‎ 1 答案及解析： 答案： D 解析：A、沿着电场线的方向电势逐渐降低 , 电场线密的地方 , 电场强度大 , 电场线疏的地方电场强度小 . 电势高的地方电场强度不一定大 , 电场强度大的地方 , 电势不一定高 . 故 A 错误. B、电势为零是人为选取的 , 则电势为零的地方场强可以不为零 . 故 B 错误 .‎ C、场强为零的地方电势不一定为零 , 电势为零是人为选取的 . 故 C 错误.‎ D、在匀强电场中 , 场强处处相等 , 但沿着电场线的方向电势逐渐降低 , 所以场强大小相同的点电势不一定相同 , 故 D 正确 .‎ 故选 D.‎ 2 答案及解析：‎ 答案： D 解析：‎ 1 答案及解析： 答案： D 解析：根据等量同种电荷的电场分布可知， A、B 两点的电势小于 O点的电势，因负电荷在 高电势点的电势能小，则将一带负电小球从 A 点移动到 B 点, 小球的电势能先变小后变大， 故选 D.‎ 2 答案及解析： 答案： C 解析：点电荷经过 a、b 两点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV, 题图中虚线为静电场中的等势 面 1、2、3、4. 相邻的等势面之间的电势差相等，故点电荷经过相邻两个等势面时的动能减 小量为 ‎ΔEk ‎26 5 eV 7eV ，故经过等势面 3 时的动能为 12eV，总能量为 ‎3‎ ‎12eV 0 12eV , 由于只有电场力做功， 所以电势能和动能之和守恒， 当其电势能变为 -8 eV 时，由 ‎12eV 8eV Ek ，解得动能 ‎Ek =20eV ‎， C 正确.‎ 5 答案及解析： 答案： AD 解析：在等势面上移动电荷，电荷的电势能不变，电场力总是不做功，选项 A 正确；电荷从A点移到 B点，电场力做功为零，则电荷在 A、B 两点的电势能不变， A、B 两点的电势相等 , 但是不一定是沿等势面移动的 , 选项 B 错误 ; 在同—个等势面上的各点， 电场强度的大小不一定是相等的，例如在等量异种电荷连线的中垂线上各点电势均为零 , 但珐场强大小不一定相等, 选项 C错误；电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，选项 D正确。‎ 6 答案及解析：‎ 答案： C 解析：根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知 x 轴上 x ‎‎ ‎6m 处的电场强度方向沿 x 轴正方向， A 错误；在 x 图象中图线斜率的绝对值表示电场强度的大小，由题图可知 x 5m 处图线斜率的绝对值最小，则该点的电场强度最小，‎ B 错误；电子在高电势点的电 势能小， 则电子由 x 2m 处沿 x 轴移动到 x 5m 处的过程中， 电势能减小， 电场力做正功，‎ C正确；由于 x 5m m处的电场强度最小，因此试探电荷由 x 6m 处沿 x 轴向 O点运动的 过程中，电场强度先减小后增大，电场力先减小后增大，则加速度先减小后增大， D错误。‎ 5 答案及解析： 答案： BC 解析：两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线 , 此等势线一直延伸到无穷远处 ,a 、‎ b、c 是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点 , 则它们的电势相等 , 而且与无穷远处电势相等 ; 故 A 错误 ,C 正确。‎ a 与 b 两处的场强方向均与水平向右 , 当由于 b 处电场线密 , 则 b 处的电场强度要比 a 处大 ;‎ 故 B 正确。‎ 由 a点释放时 , 根据电场线特点可知 , 它受力水平向右 , 故它将向右运动 , 不会在 ab 线上运动 ;‎ 故 D 错误 6 答案及解析： 答案： BC 解析：‎ 7 答案及解析： 答案： D 解析： 选项 A 中,a 、b 两点的场强相同 , 但 a、b 两点的电势不相等 ; 选项 B 中,a 、b 两点的电 势相等 , 但 a、b 两点的场强方向不同 ; 选项 C 中,a 、b 两点的电势相等 , 但 a、b 两点的场强方向相反 ; 选项 D 中,a 、b 两点电势相等、电场强度也相同 , 故选项 D符合题意。‎ 8 答案及解析： 答案： AB 解析：根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面的特点 , 可大致画出运动轨迹上某些点处的电场线 , 如图所示 . 粒子在电场力作用下的运动轨迹向下弯曲 , 根据曲线运动的特点可 知电场力应指向轨迹内侧 , 与场强方向相反 , 即粒子带负电荷 ,A 正确. 等势面先是平行等间距, 后变得稀疏 , 说明此空间的电场先是匀强电场 , 后场强变小 , 即电场力先不变 , 后变小 ,B 正确 . 电场力 F 与粒子的速度 v 的夹角始终为钝角 , 应做负功 , 粒子速度不断减小 , 由功能关系可知 , 粒子的电势能始终增加 ,C 、D 错误.‎ ‎4‎ 5 答案及解析：‎ ‎-4‎ 答案： 1.1.2 ×10‎ ‎4‎ ‎2.1.2 ×10 V ‎J;1.2 ×10 V 解析： 1. 静电力做负功 , 电势能增加 , 又无穷远处的电势为零 , 则电荷在无穷远处的电势能也 为零 , 即 0, E p 0‎ 由 W A Ep ‎E pA 得 ‎EpA Ep W A ‎0 1.2 10‎ ‎4 J 1.2 10 4 J 再由 A ‎EpA 得 q ‎‎ ‎4‎ A 1.2 10 V ‎4‎ ‎2. A点的电势是由电场本身决定的 , 与 A点是否有电荷存在无关 , 所以 q 未移入电场前 , A点的电势仍为 1.2 ×10 V 6 答案及解析：‎ ‎-5‎ 答案： 1. 负电荷从电场中的 A 点移动到 B 点, 电场力做功为 :WAB=﹣3×10 J,‎ ‎-5‎ 电势能增加量为△E PAB=3×10 J;‎ ‎-5‎ 从 B 点移动到 C 点, 电场力做了 WBC=1.2 ×10 J 的功 ,‎ ‎-5‎ 电荷的电势能减小量△E PBC=1.2 ×10 J,‎ 所以电荷从 A 点移到 B 点, 再从 B 点移到 C 点的过程中电势能增加量为 :‎ ‎△EPAC=△EPAB﹣△EPBC=3×10 -5 J﹣1.2 ×10 -5 J=1.8 ×10 -5 J ‎2. 规定 A 点的电势能为零 , 从 A 点到 B 点, 负电荷的电势能增加 3×10-5 J,‎ 可知 B 点的电势能为 :E PB=3×10 J;‎ ‎-5‎ 电荷从 A 点到 C 点, 电势能增加 ‎1.8 ×10 J, 则 C 点的电势能为 :EPC=1.8 ×10 J;‎ ‎-5‎ ‎-5‎ ‎3. 若 A 点为零电势点 , 则 B、C两点的电势为 :‎ E PB ‎5‎ ‎10‎ B q ‎3‎ ‎6‎ ‎10‎ ‎6‎ V 5V E PC ‎5‎ ‎1.8 10‎ C q ‎6 10‎ ‎6‎ V ‎3V 解析：‎