物理1 电势能和电势同步训练题

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基础巩固
1.下列关于电势高低的判断,正确的是( )
A.负电荷从A移到B时,静电力做正功,A点的电势一定较高
B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较高
D.正电荷只在静电力作用下从静止开始,由A移到B,A点的电势一定较高
答案:D
解析:根据静电力做功和电势能变化的关系,不管是正电荷还是负电荷,只要静电力做正功,电势能就减少;只要静电力做负功,电势能就增加。正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能大;负电荷在电势低处具有的电势能大。可以确定选项A、B、C错,D正确。
2.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,静电力做了负功,则( )
A.b点的电场强度一定比a点的大
B.电场线方向一定从b指向a
C.b点的电势一定比a点的高
D.该电荷的动能一定减小
答案:C
解析:静电力做负功,该电荷电势能增加,正电荷在电势高处电势能较大,C正确。静电力做负功同时电荷可能还受其他力作用,总功不一定为负,由动能定理可知,动能不一定减小,D错误。电势高低与电场强度大小无必然联系,A错误。b点电势高于a点,但a、b可能不在同一条电场线上,B错误。
3.在电场中把电荷量为4×10-9 C的正电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8 J,下列说法正确的是( )
A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 J
B.B点的电势是15 V
C.电荷的电势能增加了6×10-8 J
D.电荷的电势能减少了6×10-8 J
答案:C
解析:在没有明确零电势点的情况下,不能确定电场中各点电势和电势能的具体值,A、B错误。克服静电力做了多少功,电荷的电势能就增加多少,D错误,C正确。
4.下图为某一电场的电场线,M、N、P为电场线上的三个点,M、N是同一电场线上两点。下列判断正确的是( )
A.M、N、P三点中N点的电场强度最大
B.M、N、P三点中N点的电势最高
C.负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D.正电荷从M点自由释放,电荷将沿电场线运动到N点
答案:A
解析:本题考查电势、电势能及电场线等知识,培养科学思维。电场线的疏密反映了电场的强弱,所以N点电场强度最大,选项A正确。顺着电场线的方向,电势降低,M点的电势大于N点电势,选项B错误。根据Ep=qφ,φM>φN可知,负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能,选项C错误。正电荷在M点自由释放,电荷在静电力的作用下运动,但是运动轨迹并不是电场线,选项D错误。
5.如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受静电力的作用,运动过程中电势能逐渐减小,它运动到b处时的运动方向与受力方向可能是( )
答案:D
解析:由于带电粒子只受静电力,则所受的静电力方向指向轨迹的凹侧,A错误;由于运动过程中电势能逐渐减小,则静电力做正功,静电力的方向与速度方向的夹角为锐角,B、C错误,D正确。
6.(多选)如图甲所示,AB是电场中的一条直线,电子以某一初速度从A点出发,仅在静电力作用下沿AB运动到B点,其v -t图像如图乙所示。关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB的关系,下列判断正确的是( )
A.EA>EBB.EAφBD.φAEB,A选项正确;由于电子带负电,且速度越来越小,所以静电力做负功,从A到B电势能越来越大,所以φA>φB,C选项正确。
能力提升
1.空间某区域内电场线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.c点电场强度方向与d点电场强度方向相同
B.a点电势高于b点电势
C.若将一试探电荷+q由a点静止释放,它将沿电场线运动到b点
D.将一试探电荷-q由a移至b的过程中,电势能减小
答案:B
解析:电场线上的每一点的切线方向表示电场强度方向,由题图可知,c点和d点的电场强度方向不同,故A错误。沿着电场线的方向电势逐渐降低,则φa>φb,故B正确。若将一试探电荷+q由a点静止释放,刚开始运动时沿着a点的电场强度方向,运动轨迹不沿电场线,故C错误。若将一试探电荷-q由a点移至b点静电力做负功,电势能增加,故D错误。
2.如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受静电力作用的带电粒子的运动轨迹,M、N是运动轨迹上的两点,则( )
A.M点的电势比N点的电势低
B.粒子在M点的加速度比在N点的加速度大
C.粒子一定是从M点运动到N点
D.粒子在M点的电势能比在N点的电势能大
答案:D
解析:根据沿着电场线方向电势降低知,M点的电势高于N点的电势,A错误。根据电场线疏密程度可知N点的电场强度大,所以粒子在N点的加速度也大,B错误。根据轨迹看不出运动方向,C错误。根据粒子运动轨迹可知粒子受力与电场线方向一致,因此粒子是正电荷,正电荷在电势高的地方电势能大,D正确。
3.如图甲所示,在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应,在金属平板上表面产生感应电荷。金属平板上方电场的等势面如图乙中虚线所示,相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处,该试探电荷受到的电场力大小分别为FM和FN,相应的电势能分别为EpM和EpN,则( )
甲
乙
A.FMEpN
B.FM>FN,EpM>EpN
C.FM