1、第四节电势能与电势合格考达标练1.关于同一电场的电场线,下列表述正确的是()A.电场线是客观存在的B.电场线越密,电场强度越小C.沿着电场线方向,电势越来越低D.电荷沿电场线方向移动时,电势能减少解析 电场是客观存在的,而电场线是假想的,A错误;电场线越密的地方电场越强,B错误;沿着电场线的方向电势逐渐降低,C正确;负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功,电势能增加,D错误.答案 C2.如图所示,实线为一正点电荷的电场线,虚线为其等势面.A、B是同一等势面上的两点,C为另一等势面上的一点,下列判断正确的是()A.A点电场强度与B点电场强度相同B.C点电势高于B点电势C.将电子从A点沿虚线移到B
2、点,电场力不做功D.将质子从A点移到C点,其电势能增加解析 A、B两点电场强度大小相等、方向不同,A项错误;A、B两点电势相等,均高于C点电势,B项错误;A、B在同一等势面上,将电子从A点沿虚线移到B点,电势能不变,电场力不做功,C项正确;由于AC,质子带正电,故将质子由A点移到C点,质子的电势能减少,D项错误.答案 C3.关于电势的高低,下列说法正确的是()A.沿着电场线的方向电势逐渐升高B.电势降低的方向一定是电场线的方向C.正电荷只在电场力的作用下,一定向电势低的地方移动D.负电荷只在电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方移动解析 沿着电场线的方向电势逐渐降低,故A错误;电势降低
3、的方向不一定是电场线的方向,故B错误;若正电荷具有初速度,即使只受电场力作用,也可由低电势点向高电势点移动,故C错误;负电荷只在电场力的作用下由静止释放,一定向电势高的地方移动,故D正确.答案 D4.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,1、2分别为P1和P2两点的电势,则()A.E1E2,12B.E1E2,12C.E12D.E1E2,1E2,沿电场线方向电势逐渐降低,可知12,A正确.答案 A5.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电势分别为P和Q,同一试探电荷在P、Q两点受到的电场力大小分别为FP、FQ,则()
4、A.FPFQ,PQB.FPFQ,PQC.FPQD.FPFQ,PFQ;沿着电场线电势逐渐降低,可知P点的电势低于Q点,即PB,EAEBB.AB,EAEBC.AEBD.AB,EAEB解析 负电荷从A由静止释放(初速度为0)后,能加速运动到B,说明负电荷受到的电场力方向从A指向B,那么电场方向就是由B指向A,由于沿电场线方向电势逐渐降低,所以A、B两点的电势关系是AEB,C正确.答案 C等级考提升练8.(多选)如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点.下列说法正确的是()A.质点在Q点时的电势能比在P点时小B.质点在Q点时的
5、加速度方向与等势面a垂直C.三个等势面中等势面a的电势最低D.质点在Q点时的加速度比在P点时大解析 质点带负电,曲线运动所受合外力指向轨迹的凹侧,结合电场线与等势面处处垂直,大致画出电场线如图所示.沿电场线方向电势降低,所以QP,根据电势能Ep=q可知EpQEpP,A正确;质点在Q点受力方向与电场线在该点的切线方向相反,电场线和等势面处处垂直,根据牛顿第二定律可知质点在Q点时的加速度方向与等势面a垂直,B正确;沿电场线方向,电势降低,所以等势面a的电势最高,C错误;电场线的疏密程度表示电场强度的弱强,则EQEpaEpbD.粒子在三点的动能大小关系为EkbEkaEkc解析 粒子可能由abc运动,
6、也可能由cba运动,故A项错误;根据等势面平行等间距和电势的高低可知,电场是匀强电场且方向竖直向上,结合粒子轨迹的弯曲方向可知粒子所受电场力方向竖直向下,所以粒子带负电,故B项错误;粒子带负电,电势越高,电势能越小,则EpcEpaEpb,故C项错误;只有电场力做功,粒子的电势能和动能之和不变,又EpcEpaEkaEkb,故D项正确.答案 D12.(多选)如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电荷量为10-6 C的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了10-5 J,则以下判断正确的是()A.微粒的运动轨迹是图中的虚线1B.微粒的运动轨迹是图中的虚线2C.B点
7、电势高于A点电势D.B点电势低于A点电势解析 带正电的微粒仅受电场力的作用,从A点运动到B点时动能减少了10-5 J,说明电场力做负功,则知电场力方向水平向左,根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,可知微粒的运动轨迹是题图中的虚线1,故A正确,B错误;由于微粒带正电,电场力水平向左,故电场强度方向水平向左,顺着电场线方向,电势降低,则B点电势高于A点电势,故C正确,D错误.答案 AC13.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示,可以判定()A.粒子带负电B.粒子的加速度减小C.粒子的动能增加D.粒子的电势能增加解析 粒子所受的电场力方向指向轨迹的内
8、侧,与电场线的切线方向一致,可知粒子带正电,A错误;由电场线的疏密程度可知粒子在A点所受的电场力小于在B点所受的电场力,故粒子的加速度增加,B错误;由运动轨迹的弯曲方向知粒子在运动过程中,电场力对其做正功,则其动能增加,电势能减小,C正确,D错误.答案 C14.(多选)(2020全国卷)如图所示,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷.a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等.则()A.a、b两点的电场强度相等B.a、b两点的电势相等C.c、d两点的电场强度相等D.c、d两点的电势相等解析 采用微元法,在等量异种点电荷形成的电场中,
9、以两点电荷连线与中垂线交点为圆心,以小于两点电荷之间连线的任一距离为直径作圆,则此圆直径两端点处的合电场强度是相同的.在此圆环直径端点取等量异种点电荷,在两点电荷形成的电场中,根据前面的分析可知,a、b两点电场强度相等,c、d两点电场强度相等.故在圆环中所有电荷形成的电场中,a、b两点的电场强度相等,c、d两点的电场强度相等,A、C正确.在圆环竖直方向取等量异种电荷,a、b位于中垂线上,两点电势都为0,B正确.c位置靠近正电荷,电势大于0;d位置靠近负电荷,电势小于0,D错误.答案 ABC15.如图所示,在电场强度为E=1104 N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长L=1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2 kg、电荷量为q=510-6 C、带正电的小球.细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动,g取10 m/s2.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,问:(1)电场力对小球做功W电为多少?小球电势能如何变化?(2)小球在最低点的动能EkB为多少?解析 (1)电场力做功仅与初、末位置有关,W电=qEL=510-611041 J=510-2 J电场力做正功,小球电势能减小.(2)由动能定理得mgL+W电=-0所以EkB=0.2101 J+510-2 J=2.05 J.答案 (1)510-2 J电势能减小(2)2.05 J