人教版高中物理必修第三册课后习题 第10章 静电场中的能量 1 电势能和电势.docVIP

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1电势能和电势

课后·训练提升

合格考过关检验

一、选择题(第1~4题为单选题,第5~6题为多选题)

1.一负电荷仅受静电力的作用,从电场中的A点运动到B点。在此过程中,该电荷做初速度为0的匀加速直线运动,则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能EpA、EpB之间的关系为()

A.EAEB B.EAEB

C.EpAEpB D.EpAEpB

答案D

解析电荷做初速度为0的匀加速直线运动,且只受静电力,所以静电力不变,由F=Eq,知电场强度不变,即EA=EB,故选项A、B错误。电荷做匀加速直线运动,静电力做正功,电势能减小,所以B点的电势能较小。所以EpAEpB,故选项C错误,D正确。

2.如图所示,Q是带正电的点电荷,P1、P2为其电场中的两点,若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P1和P2两点的电势,则()

A.E1E2,φ1φ2 B.E1E2,φ1φ2

C.E1E2,φ1φ2 D.E1E2,φ1φ2

答案A

解析由正电荷周围电场线的特点可知E1E2,沿电场线方向电势逐渐降低,可知φ1φ2,选项A正确。

3.一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。若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,下列说法正确的是()

A.油滴带正电

B.电势能增加

C.动能增加

D.重力势能和电势能之和增加

答案C

解析由题图的轨迹可知静电力大于重力且方向向上,由电场方向知油滴带负电;则从a到b静电力做正功,电势能减少;又静电力做的功大于克服重力做的功,所以动能增加;由能量守恒定律知重力势能和电势能之和减少,所以选项C正确。

4.用电场线能很直观、方便地比较电场中各点的电场强弱和方向。下图是等量异种点电荷形成的电场线,a、b为同一电场线上的两点,以下说法正确的是()

A.a、b两点电场强度大小和方向都相同

B.a点的电势比b点的高

C.将一正点电荷从a点无初速度释放,一定会沿着电场线运动到b点

D.一电子从a点移到b点,静电力对其做正功,电势能减小

答案B

解析电场强度是矢量,a、b两点的电场方向不同,选项A错误;沿着电场线的方向电势降低,选项B正确;电场线不是点电荷的运动轨迹,选项C错误;电子从a点移到b点,静电力做负功,电势能增加,选项D错误。

5.如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是 ()

A.电势φAφB,电场强度EAEB

B.电势φAφB,电场强度EAEB

C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,静电力做正功,电势能减小

D.将电荷量为q的负电荷从A点移到B点,电荷具有的电势能EpAEpB

答案BC

解析沿电场线方向电势逐渐降低,则φAφB,电场线密处电场强度大,则EAEB,选项A错误,B正确;正电荷从A点移到B点,静电力做正功,电势能减小,选项C正确;负电荷从A点移到B点,静电力做负功,电势能增大,选项D错误。

6.如图所示,直线上有O、a、b、c四点,ab间的距离与bc间的距离相等。在O点处有一固定点电荷,已知b点电势高于c点电势。若一带负电荷的粒子仅在静电力作用下先从c点运动到b点,再从b点运动到a点,则()

A.两过程中静电力做的功相等

B.前一过程中静电力做的功大于后一过程中静电力做的功

C.前一过程中,粒子电势能不断减小

D.后一过程中,粒子动能不断增加

答案CD

解析b点电势高于c点电势,则O点处的点电荷带正电,电场强度方向由a指向c,带负电的粒子从c向a运动,静电力做正功,lab=lbc,因ab间电场强度大于bc间电场强度,由W=qEl定性分析得,WcbWba,故选项A、B错误;粒子从c点运动到b点,再从b点运动到a点过程中,静电力一直做正功,粒子电势能不断减小,动能不断增加,故选项C、D正确。

二、计算题

7.如图所示,电荷量为-e、质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场,初速度为v0;当它通过电场中B点时,速度与电场强度方向成150°角。不计电子的重力,以A点的电势为零,求B点的电势。

答案3m

解析电子进入匀强电场后在静电力作用下做匀变速曲线运动,根据运动的分解可知,电子在垂直于电场线方向上做匀速直线运动。将B点的速度分解(如图),有

v=v0cos60

电子从A运动到B由动能定理得W=12mv2-12mv02=32

等级考素养提升

一、选择题(第1~4题为单选题,第5~7题为多选题)

1.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且沿电场线所在直