1、课时作业5电势能和电势时间：45分钟一、单项选择题1下列说法中正确的是(D)A电场线密集处场强大，电势高B沿电场线方向场强减小，电势降低C在电势高处电荷具有的电势能大D场强为零处，电势不一定为零解析：电场线密集处场强大，电势不一定高，A错；沿电场线方向电势降低，但场强不一定减小，B错；正电荷在电势高处具有较大电势能，但对于负电荷正好相反，C错；场强大小与电势高低无必然关系，D对2在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个q的试探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，则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(A)AEpAW，AW/qBEpAW，AW/qCEpAW，AW/
2、qDEpAW，AW/q解析：由WEpA，可得：EpAW，由得：A.故只有A正确3.如图所示，在O点的点电荷Q形成的电场中，试探电荷q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2，由C点移到B点电场力做功为W3，则三者关系为(C)AW1W2W3W2W30CW1W3W20DW3W1W20解析：因A、C两点电势相等，所以W1W3W20，所以C正确4.三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为a、b，则(C)AEaEb，abBEaEb，aEb，abDEab解析：根据电场线的疏密表示场强的大小可知：
3、EaEb；根据顺着电场线电势越来越低的规律可知：ab，C正确5.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知(A)A带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小解析：粒子做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向沿电场线向右，若粒子从P运动到Q，电场力做负功，电势能增大，动能减小，R点速度大于Q点速度，若粒子从Q运动到
4、P，则电场力做正功，电势能减小，动能增大，Q点速度小于R点速度，在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，故A正确，B错误；只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，动能与电势能之和保持不变，故C错误；由电场线疏密可知R点场强比Q点大，电场力大，加速度大，故D错误6.如图所示，高速运动的粒子(带正电)被位于O点的重原子核散射，实线表示粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则(B)A粒子在M点的速率比在Q点的大B三点中，粒子在N点的电势能最大C在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低D粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功解析：高速运动的粒子被位于O点的重原
5、子核散射，离原子核越近，速率越小，电势能越大，所以粒子在M点的速率比在Q点的小，三点中，粒子在N点的电势能最大，选项A错误，B正确在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的高，粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为正功，选项C、D错误二、多项选择题7如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30角，在管的上方P点固定一个点电荷Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平电荷量为q的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A点由静止开始沿管向下运动，在A点时小球的加速度为a.图中PBAC，B是AC的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响则在Q形成的电场中(BCD)AA点的电势高于B点的电势BB点的电场
6、强度大小是A点的4倍C小球从A到C的过程中电势能先减少后增加D小球运动到C点的加速度为ga解析：正点电荷形成的电场中，A、B两点距离点P不相等，电势不相等，B点离点电荷近，电势高于A点，故A选项错误；根据电场强度的定义式可知，点电荷周围的场强Ek，根据几何关系rBrA12，则，则B点的电场强度大小是A点的4倍，故B选项正确；根据点电荷形成的电场的场强分布情况可知，ACEcB电势大小关系有bdC将一负电荷放在d点时其电势能为负值D将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功解析：同一电场中，电场线密的地方电场强度大，因此Ebd，选项B正确；由于无穷远处电势为零，故d点电势为负，负电荷放在d点时电
7、势能为正值，选项C错误；由题图可知，ad，则将正电荷由a点移至d点的过程中电势能减小，电场力做正功，选项D正确9.如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度地释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中(AC)A小物块所受的静电力减小B小物块的电势能可能增加C小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功DM点的电势一定高于N点的电势解析：小物块从M点由静止释放，至N点又静止，说明物块先加速后减速，因此物块一定受摩擦力的作用其能量在重力势能、电势能和内能之间转化Q为点电荷，由F，因rMrN，所以FNb，C选项错根据试探电荷的位移方向与所受电
8、场力的夹角大于90，可知电场力对试探电荷做负功功是能量变化的量度，可判断由ab电势能增加，B选项正确又因电场力做功与路径无关，系统的能量守恒，电势能增加则动能减小，即速度减小，D选项正确三、非选择题11将带电荷量为1108 C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1106 J，(取无限远处电势为零)问：(1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？(2)A点的电势是多少？答案：(1)增加1106 J(2)100 V解析：(1)因静电力做负功，则电荷的电势能增加因无限远处电势能为零，所以电荷在A点具有的电势能为1106 J.(2)A点电势为A V100 V.12.如图
9、所示，在电场强度为E1104 N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m0.2 kg、电荷量为q5106 C、带正电的小球细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动现将杆由水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中(g取10 m/s2)(1)电场力对小球做功多少？小球电势能如何变化？(2)小球在最低点的动能为多少？答案：(1)5102 J电势能减少(2)2.05 J解析：(1)电场力做功仅与初末位置有关W电qEL510611041 J5102 J.电场力做正功小球电势能减少(2)由动能定理得：mgLW电EkB0所以EkB0.2101 J5102 J2.
10、05 J.13.如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E3.0104 N/C.有一个质量m4.0103 kg的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角37.取g10 m/s2，sin370.60，cos370.80，tan370.75，不计空气阻力的作用求：(1)求小球所带的电荷量及电性；(2)如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；(3)从剪断细线开始经过时间t0.20 s，求这段时间内小球电势能的变化量答案：(1)1.0106 C正电荷(2)12.5 m/s2(3)4.5103 J解析：(1)小球受到重力mg、电场力F和细线的拉力T的作用，由共点力平衡条件，得FqEmgtan解得q1.0106 C电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷(2)剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a，由牛顿第二定律，得ma，解得a12.5 m/s2(3)在t0.20 s的时间内，小球的位移为Lat20.25 m小球运动过程中，电场力做的功WqELsinmgLsintan4.5103 J所以小球电势能的变化量(减少量)Ep4.5103 J.
