1、一、单项选择题1两个带异种电荷的物体间距离增大一些时()A电场力做正功,电势能增加B电场力做负功,电势能增加C电场力做正功,电势能减少D电场力做负功,电势能减少答案:B2关于静电场,下列结论普遍成立的是()A电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低B电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向D将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零解析:在静电场中,电势沿着电场线逐渐降低,场强方向是电势降低最快的方向,场强的大小与电场线分布疏密有关,故A项错误,C项正确电场中两点间的电势差既与场强有关又与距离有
2、关,B项错误场强为零的一点到场强为零的另一点间的电势差不一定为零,故电场力做功不一定为零比如,在两个等量同种点电荷形成的电场中,电场的中心点与边缘点之间答案:C3.如图1414所示,图中实线表示一匀强电场的电场线,一带负电荷的粒子射入电场,虚线是它的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若粒子所受重力不计,则下列判断正确的是()图1414A电场线方向向下B粒子一定从a点运动到b点Ca点电势比b点电势高D粒子在a点的电势能大于在b点的电势能解析:无论粒子从a点或者从b点射入电场,由于运动轨迹向下弯曲,说明粒子受电场力方向向下,可判断电场线的方向向上而不是向下,A项错误;粒子既可以从a点运动到b点,也可
3、以从b点运动到a点,B项错误;由于顺着电场线方向电势在降低,故有ab,C项错误;负电荷逆着电场方向运动时电势能减少,顺着电场方向运动时电势能增加,因而粒子在a点的电势能大于在b点的电势能,D项正确答案:D4一个带正电的质点,电荷量q2.0109 C,在静电场中由a点移动到b点,在这过程中,除电场力外,其他外力做的功为6.0105 J,质点的动能增加了8.0105 J,则a、b两点间的电势差Uab为()A1104 V B1104 VC4104 V D7104 V解析:设电场力做功为W,由动能定理知:W6.0105 J8.0105 J,可求得W2.0105 J,因此a、b两点间的电势差的绝对值为|
4、Uab|1104 V,考虑正电荷由a到b的过程中,电场力做正功,故Uab大于零答案:A5.带电粒子运动时穿过电场的径迹如图1415中的虚线所示,不考虑重力和空气阻力,在由电场中的A点运动到B点的过程中,粒子的能量变化是()图1415A动能减小B电势能减小C动能、电势能之和减小D动能、电势能之和增大解析:因为带电粒子只受电场力作用,所以判断电场力的方向是解题关键,由轨迹的弯曲方向可知,粒子受电场力向上,因而带负电,即由AB电场力做负功,电势能增加因为只有电场力做功,所以电势能与动能的总和保持不变,故粒子动能减小,所以只有A项正确答案:A二、多项选择题6如图1416中的实线表示电场线,虚线表示只受
5、电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定()图1416AM点的电势大于N点的电势BM点的电势小于N点的电势C粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力解析:由于沿电场线方向电势逐渐降低,故MN,A项正确,B项错误;由电场线疏密程度表示场强大小知,EMEN,电场力FqE,所以粒子在M点受到电场力小于在N点受到的电场力,C项错误,D项正确答案:AD7一负电荷仅受电场力的作用,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零的匀加速直线运动,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
6、的关系正确的为()AEAEB BEAEBCEpAEpB DEpAEpB解析:该电荷仅在电场力作用下做初速度为零的匀加速直线运动,所以电场为匀强电场,电场力做正功,电势能减小答案:AD8如图1417所示,实线为电场线,虚线为等势线,且ABBC,电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC,电势分别为A、B、C,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有()图1417AABC BECEBEACUABUBC DUABUBC解析:A、B、C三点处在一根电场线上,沿着电场线的方向电势降低,故ABC,A项正确;由电场线的密集程度可看出电场强度的大小关系为ECEBEA,B项对;电场
7、线密集的地方电势降低较快,故UBCUAB,C项对D项错答案:ABC9.如图1418所示,虚线圆是某静电场中的等势面,其电势分别为a、b和c.一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知()图1418A粒子从K到L的过程中,电场力做负功;电势能增加B粒子从L到M的过程中,电场力做负功;电势能增加C粒子从K到L的过程中,电势能增加;动能减少D粒子从L到M的过程中,动能减少;电势能增加解析:由粒子运动轨迹可知,该电场是正点电荷形成的电场,带正电的粒子射入电场中时,受斥力作用,在靠近场源电荷的过程中,电场力做负功,动能减少,电势能增加在远离场源电荷的过程中,电场力做正功,动能增加,电
8、势能减少粒子由K到L的过程中,由低电势到高电势处,电场力做负功,动能减少,电势能增加,故A、C两项正确;粒子由L到M的过程中,由高电势向低电势处移动,电场力做正功,动能增加,电势能减少,故B、D项错答案:AC三、非选择题10.如图1419所示为一负点电荷Q产生的电场中的A、B两点,两点间的电势差为150 V现有电荷量为7106 C的电荷从B沿直线移到A,它的电势能变化多少?如果电荷从B沿图中曲线移到A,则它的电势能又变化多少?试比较A、B两点的电势高低、场强大小?图1419解析:由于电场力做功只与始、末位置有关,与路径无关,因此不论把电荷从B沿直线移到A,还是从B沿曲线移到A,电场力做的功均等
9、于WBAqUBA7106150 J1.05103 J.根据电场力做功和电势能变化的关系知,把电荷从B移至A(无论沿直线还是沿曲线)电场力做了1.05103 J的正功,所以电荷的电势能均减少了1.05103 J.根据负电荷产生电场的电场线分布情况知,越靠近负电荷场强越大,故场强EAEB.因负电荷电场的电场线指向负电荷,而沿着电场线的方向电势越来越低,故可判断出电势BA.答案:减少1.05103 J减少1.05103 JEAEBBA11.为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力F,如图1420所示若AB0.4 m,37,q3107 C,F1.5104 N
10、,A点的电势A100 V(不计负电荷受的重力)图1420(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势(2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量解析:电荷由A匀速运动到B,说明电荷受到的电场力与恒力F是一对平衡力,等大反向,又因为是负电荷,所以电场力跟场强的方向相反,可以判断出场强与F同向再根据电场线与等势面垂直画出过A、B两点的等势线如右图所示,要求B点的电势和由A到B过程中电荷电势能的变化量,就要先求出q在由A到B的过程中电场力所做的功(1)电荷由A到B过程中电场力做的功WABFABcos(180)4.8105 JA、B两点的电势差UAB V160 V所以
11、AB160 V所以BA160 V100 V160 V60 V.(2)q由A到B过程中,电势能的变化量等于电场力做功的负值EpqUAB3107160 J4.8105 J.答案:(1)见解析(2)电势能增加4.8105 J12.在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定在O点把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为,如图1421所示求小球经过最低点时细线对小球的拉力图1421解析:设细线长为L,球的电荷量为q,场强为E,若电荷q为正,则电场方向向右,如右图所示,反之向左,从释放点到左侧最高点,由动能定理得mglcos qEl(1sin )0若小球运动到最低点时的速度为v,此时线的拉力为T,由动能定理得mv2mglqEl由牛顿第二定律得Tmgm由上面各式得Tmg.答案:mg