2021学年1 电势能和电势课时训练

这是一份2021学年1 电势能和电势课时训练，共18页。试卷主要包含了1电势能和电势同步训练5，5J，D错误等内容，欢迎下载使用。

1．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场。实线为其电场线，虚线为其等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（ ）
A．C点和D点的电场强度相同
B．正电荷从A点移至B点，电场力做负功
C．A点和B点的电势相同
D．负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先减小后增大
2．如图所示，竖直平面内有一边为a的正方形，三个顶点分别放电量为q的点电荷，一个顶点放的点电荷（）。则正方形中心O点的场强大小和两竖直边中点M、N两点电势高低的判断正确是（ ）
A．0 B．
C． D．
3．下列说法正确的是（ ）
A．元电荷用符号e表示，说明电子就是元电荷
B．电荷周围存在电场的观点最早是由法拉第提出的
C．一带电粒子只受电场力作用且由静止释放，一定沿着电场线方向运动
D．电势的大小与放入电场中的电荷无关，方向与正电荷在电场中受力方向相同
4．如图所示为两个等量异号点电荷所形成电场的一部分电场线，P、Q是电场中的两点。 下列说法正确的是（ ）
A．P点场强比Q点场强大
B．P点电势比Q点电势高
C．电子在P点的电势能比在Q点的电势能大
D．电子从P点运动到Q点的过程中，沿直线运动时电场力做功最小
5．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A．处电场强度最小，但不为零
B．~ 段电场强度大小方向均不变，为一定值
C．粒子在0~段做匀变速运动，~段做匀速直线运动
D．在0、、、处电势、、、的关系为
6．有一静电场，电场线平行于x轴，其电势φ随x坐标的改变而改变，变化的图线如图所示。若将一负带电粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，电场中P、Q两点的坐标分别为1mm、4mm，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子将沿x轴做往复运动
B．粒子在P点与Q点加速度大小相等、方向相反
C．粒子经过P点与Q点时，动能不相等
D．粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等
7．空间有一电场，各点电势随位置的变化情况如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．点的电场强度一定为零
B．与点的电场强度相同
C．和两点在同一等势面上
D．将负电荷从移到电荷的电势能减小
8．在“DIS描绘电场等势线”的实验中，关于电源和导电纸，下列说法正确的是（ ）
A．应选用6V的交流电源导电纸有导电物质的一面朝上
B．应选用6V的直流电源导电纸有导电物质的一面朝上
C．应选用6V的交流电源导电纸有导电物质的一面朝下
D．应选用6V的直流电源导电纸有导电物质的一面朝下
9．在某电荷量为Q的负点电荷形成的电场中有一点A，将一电荷量为q的正试探电荷从无限远处被移到A点，该过程中电场力做的功为W。以无限远处为电势零点，则A点的电势为（ ）
A．B．C． D．
10．有一电场的电场线如图所示。电场中a、b两点的电场强度的大小和电势分别用、和、表示，则（ ）
A．，B．，C．，D．，
11．图示为某电场中的一根电场线，电场线上有A、B、C三点且AB=BC，一电子从A点出发经B点运动到C点。下列说法正确的是（ ）
A．该电场线是客观存在的
B．在A、B、C三点中，A点的电势最高，C点的电势最低
C．在A、B、C三点中，A点的电场强度最大，C点的电场强度最小
D．在A、B、C三点中，电子在A点的电势能最大，在C点的电势能最小
12．如图所示，在光滑绝缘的水平直线导轨上，有质量分别为2m和m，带电量分别为2q和的两个小球A、B相向运动，某时刻A、B两球的速度分别为和，若以后两球不会相碰，下列说法正确的是（ ）
A．小球A所受库仑力是小球B所受库仑力的2倍
B．系统的机械能守恒
C．两球相距最最近时的速度大小
D．小球相距最近时，系统增加的电势能为
13．一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力作用。若重力势能增加3J，机械能增加0.5J，电场力对小球做功1J，则小球（ ）
A．重力做功为3JB．电势能增加1J
C．克服空气阻力做功0.5JD．动能减少3.5J
14．下列说法正确的是（ ）
A．放在桌面上的皮球受到的支持力是由于皮球发生形变产生的
B．受到滑动摩擦力作用的物体，一定是运动的
C．作用力和反作用力可以同时做正功
D．电荷在电势越高的地方，电势能越大
15．如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则下列说法不正确的是（ ）
A．a点和b点的电势相等
B．a点和b点的电场强度大小相等
C．a点和b点的电场强度方向相同
D．将负电荷从a点移到b点，电势能减少
16．一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，仅在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是（ ）
(3)
A．加速度的大小增大，动能、电势能都增加
B．加速度的大小减小，动能、电势能都减少
C．加速度的大小增大，动能增加，电势能减少
D．加速度大小减小，动能减少，电势能增加
17．如图所示，已知A、B、C、D、E、F、G、H是正八边形的8个顶点，O为正八边形的中心，M、N分别为OG和OC的中点，P、Q分别为OA和OE的中点．在M、N两点放置等量异种点电荷，则下列各点中电势和电场强度均相同的是（ ）
A．B点和D点B．P点和Q点C．D点和F点D．C点和G点
18．如图所示，一簇电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则（ ）
A．M点的电势等于P点的电势
B．P点电场强度小于M点的电场强度
C．一正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能
D．将一负电荷由M点移到P点，电场力做负功
19．如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一个质量为m的带电质点处在足够大的匀强电场中，匀强电场的方向平行于直角坐标系xOy平面，带电质点在电场力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动，且直线OA与y轴负方向成θ角（θmgsin θ时，带电质点的电势能可能减小也可能增大
20．如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，不计重力，下列说法正确的是（ ）
A．M带正电荷，N带负电荷
B．M在b点的动能小于它在a点的动能
C．N在d点的电势能大于它在e点的电势能
D．N在从c点运动到d点的过程中，电场力做正功
21．负点电荷Q的电场中，其中一条电场线上有两点P1、P2，如图所示。P1、P2两点的电场强度的大小分别为E1、E2，电势分别为1、2，则（ ）
A．E1＜E2B．E1＞E2C．1＞2D．1＜2
22．如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上0~x2间各点的电势分布如图乙所示，则（ ）
A．0~x1与x1~x2的电场方向相反
B．在0~x2间，场强先增大后减小
C．若一正电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐增大
D．从O点由静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在0~x2间一直做加速运动
23．如图(a)和(b)分别是正、负点电荷所建立的电场，试判断电场中各点电势的高低。
正电荷电场中：顺着电场线的方向，φA、φB、φC、φD关系是______。
负电荷电场中：顺着电场线的方向，φA'、φB'、φC'、φD'的关系是______。
参考答案
1．D
【详解】
A．根据电场的对称性可知，点和点的电场强度的大小相同，但是它们的方向不同，则电场强度不同，A错误；
B．从点移动至点，电势降低，所以正电荷从点移动至点，电场力做正功，B错误；
C．点和点不在同一等势面上，所以它们的电势不同，C错误；
D．点和点在同一个等势面上，沿直线方向，电势先增大后减小，所以负电荷从点沿直线移至点，电势能先减小后增大，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
正方形的边长为a，在O点，对角线上的两个正点电荷产生的场强相互抵消，异号的两个点电荷在O点产生的场强大小相等，方向相同，则
根据等量异号和等量同号电荷中垂线上电势分布特点可知等量异号在M和N点电势相等，同号在M点电势大于N点，因此
故选D。
3．B
【详解】
A．元电荷是最小的电荷量，不是电荷，故A错误；
B．法拉第最早提出电荷周围存在电场，故B正确；
C．电场线如果是曲线，带电粒子即使只在电场力作用下，也不会沿电场线方向运动，故C错误；
D．电势是标量，没有方向，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A． P点电场线比Q点稀疏，则P点的场强比Q点场强小，选项A错误；
B．沿电场线电势逐渐降低，可知P点电势比Q点电势高，选项B正确；
C．负电荷在高电势点的电势能较小，则电子在P点的电势能比在Q点的电势能小，选项C错误；
D．因PQ两点电势差是一定的，电子从P点运动到Q点的过程中，无论沿什么路径，则电场力做功均相同，选项D错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．根据电势能与电势的关系
场强与电势的关系
得
Ep-x图像切线的斜率等于，根据数学知识可知，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，A错误；
BC．由图看出在0～x1段图像切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动。x1～x2段图像切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动。x2～x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动， C错误B正确；
D．0与x2处电势能相等，根据
可知0与x2处电势φ0、φ2的关系为
x1处电势能最小，因放置的负电荷，故电势最高，同理可知，x3处电势最小，即
D错误。
故选B。
6．A
【详解】
A．根据顺着电场线方向电势降低可知，0-2mm内，电场线沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向做加速运动；在2-6mm内电场线沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x负方向做减速运动，6mm处粒子的速度为零；然后粒子向左先做加速运动后做减速运动．所以粒子将沿x轴做往复运动；故A正确；
B．图象的斜率大小等于场强E。则知P点的场强大于Q点的场强，两点电场强度方向相反，可知粒子在P点的电场力大于在Q点的电场力，电场力方向相反；所以粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度，加速度方向相反；故B错误；
C．粒子经过P点与Q点时，电势相等，则其电势能相等，由能量守恒定律可知：粒子经过P点与Q点时，动能相等。故C错误；
D．粒子经过P点与Q点时，动能相等，速率相等，但电场力不同，则电场力做功的功率不等；故D错误；
故选A。
7．C
【分析】
理解图象的意义，结合电场力做功与电势能变化的关系即可正确判断。
【详解】
A．图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，点场强最小，并不一定为零，故A错误；
B．沿着电场线方向，电势是降低的，则有与点的电场强度方向相反，故B错误；
C．和两点电势相等，故一定在同一等势面上，故C正确；
D．电势的定义式为，故电势能为，将负电荷从移到电荷的电势能由负值变为正值，故D错误；
故选C。
8．B
【详解】
实验中应选用6V的直流电源，导电纸有导电物质的一面朝上。
故选B。
9．D
【详解】
由于电场力做功等于电势能的减少量，规定无穷远处电势能为零，则
则A点的电势能为，根据电势定义，该点电势为
故选D。
10．A
【详解】
电场线越密，电场强度越大，所以，从图中可知左边的电荷为正电荷，并且沿电场线方向电势降低，所以a点的电势高于b点的电势，；
故选A。
11．B
【详解】
A．电场线是假想的曲线，不是客观存在的，A错误；
B．沿电场线的方向，电势降低，A点的电势最高，C点的电势最低。B正确；
C．电场线的疏密表示电场的强弱，一条电场线无法比较疏密，所以无法比较强弱。C错误；
D．电子带负电，受力与电场方向相反，电场力对电子做负功，电势能增大，D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．A、B两球之间的库仑力是相互作用力，等大反向，A错误；
B．两小球间的库仑力始终在做功并且不为0，故A、B两球总的机械能不守恒，B错误；
C．两球间的库伦力大小相等方向相反，a球的质量为2m，b球的质量m，b的加速度是a的加速度的2倍，两球靠近过程，a、b都做减速运动，b的加速度大，b的速度先减小为零，然后b反向做加速运动，a继续做减速运动，当A、B两球速度相同时，两球相距最最近，根据动量守恒，则速度为
解得
C错误；
D．小球相距最近时，系统增加的电势能，根据
解得
D正确。
故选D。
13．C
【详解】
A．重力做功等于重力势能的减小量，重力势能增加3J，故重力做功-3J，A错误；
B．电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功1J，故电势能减少1J，B错误；
C．除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，除重力外，只有电场力做功和空气阻力，电场力做功1J，而机械能增加0.5J、所以克服空气阻力做功0.5J，C正确；
D．合力做功等于动能的增加量，合力做功等于各个分力做的功，总功为
故动能减小2.5J，D错误。
故选C。
14．C
【详解】
A．放在桌面上的皮球受到的支持力是由于桌面发生形变产生的，故A错误；
B．受滑动摩擦力的物体不一定是运动的，例如物体在地面上滑行时，地面受到滑动摩擦力，且静止，故B错误；
C．作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的，作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功，如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功，C正确；
D．根据电势能与电势的关系，可知正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越高的地方电势能越小，故D错误；
故选C。
15．A
【详解】
A．等量异号电荷形成的电场线和等势面如图所示
结合图中对应的几何关系可知，a靠近负电荷，而b靠近正电荷，则可知a点电势一定小于b点电势；故A错误；
BC．a、b两点是两电荷单独在两点形成的电场强度的叠加，如图所示
由图可知，两点处的两分场强恰好相同，故a点和b点的电场强度大小相等，电场强度方向相同，故B、C正确；
D．由于a点电势小于b点电势，根据可知将负电荷从a点移到b点的过程中电势能减小，故D正确；
故错误的选A。
16．C
【详解】
电荷在点电场线比点疏，所以点的电场力小于点的电场力，则点的加速度小于点的加速度。从到，电场力做正功，根据动能定理，动能增加。电场力做正功，电势能减小。故C正确，ABD错误。
故选C。
17．B
【详解】
等量异种电荷的电场线关于O点中心对称，故场强相同的点为A和E，B和F，D和H，P和Q；等势面分布均关于两者连线对称，且中垂线是等势面，电势相同的点为H和F，A和E，B和D，P和Q，故场强和电势均相同的点为A和E，P和Q。
故选B。
18．C
【详解】
A．根据电场线与等势线垂直的特点，在M点所在电场线上找到P点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，P点的电势比M点的电势高，故A错误；
B．电场线的疏密程度表示场强的强弱，根据电场线分布可知，P点的场强大于M点的场强，故B错误；
C．结合电场线与等势线垂直特点可知，O点电势高于Q点，根据可知，正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能，故C正确；
D．M点的电势比P点的电势低，负电荷从低电势移动到高电势电场力做正功，故D错误。
故选C。
19．ACD
【详解】
A．带电小球只受重力G和电场力F，小球做直线运动，合力方向与OA共线，如图所示
当电场力F与OA垂直时，电场力最小，根据几何关系，有
F的方向与OA垂直，电场力F做功为零，机械能守恒，A正确；
BCD．若
由于
故F的方向与OA不再垂直，有两种可能的方向，F与物体的运动方向的夹角可能大于90°，也可能小于90°，即电场力F可能做负功，也可能做正功，所以带电质点的电势能可能减小也可能增大，带电质点的机械能可能减小也可能增大，B错误CD正确。
故选ACD。
20．BD
【详解】
A．由粒子只受电场力作用，电场力方向沿着径向，根据粒子运动轨迹可知：M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，故M带负电，N带正电，故A错误；
B．由正电荷周围电场线沿径向向外可知：内圈的电势比外圈的电势高；根据
Ep=qφ
因负电荷在电势越高的点电势能越低，故M在内圈的电势能比外圈低，根据能量守恒，可知M在b点的动能小于它在a点的动能；故B正确；
C．e点和d点在同一个等势面上，故N在d点的电势能等于它在e点的电势能，故C错误；
D．由正电荷周围电场线沿径向向外，可知N在从c到d的过程中，电场力做正功，故D正确。
故选BD。
21．BD
【详解】
根据
可知，距离负电荷越近，则场强越大，则
E1＞E2
沿电场线电势逐渐降低，可知
1＜2
故选BD。
22．BD
【详解】
AB．图象的斜率的绝对值大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先增大后减小，则电场强度先增大后减小，但斜率一直是负，场强方向没有改变，故A错误，B正确；
C．由图看出，电势逐渐降低，若一正电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐减小，故C错误；
D．从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，受到的电场力方向与速度方向相同，做加速运动，即该电荷在O∼x2间一直做加速运动，故D正确。
故选BD。
23．
【详解】
[1]在正电荷产生的电场中，沿电场线方向，电势越来越低，有
而、在同一个等势面内，、也在同一个等势面内，有
所以
[2]在负电荷产生的电场中，沿电场线方向，电势越来越低，有
而、在同一个等势面内，、也在同一个等势面内，有
所以