1、第1节 电势能与电势一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分)1如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功为W3，则(C)AW1W2W3 BW1W2W3CW1W2W3 DW1W2W3解析：电场力做功与路径无关，只与起点和终点的位置有关，故沿三种路径移动该电荷，电场力做功相等，选项C正确。2某静电场的电场线分布如图，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则(D)AEPEQ，PQBEPEQ，PQCEPEQ
2、，PQDEPEQ，PQ解析：由图P点电场线密，电场强度大，则EPEQ。沿电场线的方向电势降低，则有PQ。故D正确，故选D。3(2019广东省湛江市高二上学期期末)下列有关电场线、电势能、电势的说法中正确的是(B)A正电荷沿电场线的方向运动电势能越来越大B沿电场线的方向电势越来越低C电荷在电势越高的地方电势能越大D电势能越大的地方电场线越密解析：沿电场线的方向电势降低，正电荷沿电场线的方向运动电势能越来越小，而负电荷沿电场线的方向运动电势能越来越大，故A错误；根据电场线的物理意义知，沿电场线的方向电势越来越低，故B正确；正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越高的地方电势能越小，故C错误
3、；电势能与电场线的疏密没有直接关系，故D错误。4(2020山东省潍坊市高三模拟)如图所示，a、b两点位于以负点电荷Q(Q0)为球心的球面上，c点在球面外，则(D)Aa点场强的大小比b点大Bb点场强的大小比c点小Ca点电势比b点高Db点电势比c点低解析：A错： 由点电荷的场强公式Ek知，a、b两点与Q距离相等， 场强大小相等；B错：由Ek知，离Q越近， 场强越大，故b点场强大小比c点大；C错：离Q距离相等的两点的电势相等；D对：沿电场线的方向是电势降落最快的方向，得出离Q越近， 电势越低，故b点电势比c点电势低。5(2019新疆石河子第二中学高二上学期期末)如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受
4、电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点。可以判定(B)A粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力BM点的电势高于N点的电势C粒子带负电D粒子在N点的电势能大于在M点的电势能解析：场线的疏密反映电场的强弱，M点的场强小于N点的场强，所以粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，故A错误；沿电场方向电势降低，从图中可知：M点电势比N点高，所以B正确；由图看出，粒子的轨迹向下弯曲，粒子所受电场力方向和电场线切线方向一致，说明粒子带正电。故C错误；粒子从M运动到N的过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，故D错误。6(多选)(2020江苏省常州市“教学研究合作联盟”高一下学
5、期期中)如图为某一静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电势分别为a、b 、c。同一负电荷在a、b、c三点的电势能分别为Epa、Epb 、Epc。下列判断正确的是(AD)Aabc BabcCEpaEpbEpc DEpaEpbEpc解析：沿电场线电势降低，则abc，选项A正确，B错误；因负电荷在高电势点的电势能较小，可知电势能关系为EpaEpbEpc，选项C错误，D正确。7(多选)(2019浙江省绍兴市诸暨中学高一下学期检测)如图所示，为某静电除尘装置的原理图，废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区，图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，
6、A、B两点是轨迹与电场线的交点，不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则以下说法正确的是(AB)AA点电势高于B点电势B尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度C尘埃在迁移过程中做匀变速运动D尘埃在迁移过程中电势能始终在增大解析：沿电场线方向电势降低，由图可知，B点的电势低于A点电势，故A正确；由图可知，A点电场线比B点密集，因此A点的场强大于B点场强，故A点的电场力大于B点的电场力， 则A点的加速度大于B点的加速度，故B正确；放电极与集尘极间建立非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的，故粒子不可能做匀变速运动，故C错误；由图可知，开始速度方向与电场力方向夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大
7、；后来变为锐角，电场力做正功，电势能减小；对于全过程而言，根据电势的变化可知，电势能减小，故D错误。故选AB。二、非选择题8(11分)如图所示，在场强E104 N/C的水平匀强电场中，有一根长l15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m3 g、电荷量q2106 C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s2。求：(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？答案：(1)重力势能减少4.5103 J电势能增加3103 J(2)3103
8、J1.5103 V(3)1 m/s5102 N解析：(1)从AB重力做正功，重力势能减少EWGmgL4.5103 J从AB电场力做负功，电势能增加EpWEEqL3103 J(2)若取A0，则EpB3103 JB1.5103 V(3)从AB由动能定理知mgLEqLmv代入数据得vB1 m/s在B点由牛顿第二定律知Fmgm代入数据得F5102 N一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)1如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r的球面上的三点。将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大且增量相同。不计q1、
9、q2的相互作用，下列判断正确的是(A)AQ带负电Bb、c两点电场强度相同Ca、b两点的电场强度的大小之比为14Dq1q2解析：将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大；电场力做功等于电势能的减小量，故电场力做负功，故场源电荷带负电，故A正确；根据公式E，b、c两点电场强度相等，但方向不同，故B错误；根据公式E，a、b两点与场源间距之比为12，故电场强度的大小之比为41，故C错误；无穷远处的电势能为零，电势能的变化量相同，故电场力做功相同；无限远处电势为零，电荷电势能为零，故q1在a点与q2在c点所具有的电势能相等由Epq而|a|c|q1q2，故D错
10、误，故选A。2如图所示，在粗糙绝缘水平面上固定两个等量同种电荷P、Q，在PQ连线上的M点由静止释放一带电滑块，则滑块会由静止开始一直向右运动到PQ连线上的另一点N而停下，则滑块由M到N的过程中，以下说法正确的是(D)A滑块受到的电场力一定是先减小后增大B滑块的电势能一直减小C滑块的动能与电势能之和可能保持不变DPM间距一定小于QN间距解析：滑块受到的电场力是两个电荷对它作用力的合力，在PQ的中点，两个电荷对滑块作用力的合力为0，从M向右电场力先减小，过PQ的中点，电场力又增大，但不知道N点是否在中点右侧，故不能确定具体变化，故A错误；若N点在中点右侧，则在PQ中点的左侧所受电场力向右，在PQ中
11、点的右侧，所受电场力向左，可见电场力先做正功后做负功，电势能可能先减小后增大，故B错误；因水平面不光滑，知内能增加，则动能与电势能之和减小，故C错误；因水平面不光滑，PM间距不等于QN间距，在水平方向上除了受电场力以外，还受摩擦力，则运动到速度为0的位置在M对称点的左侧，所以PMQN，故D正确。3(多选)(2020黑龙江哈师大附中高二期中)如图甲所示，真空中有一半径为R、电荷量为Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴，理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化的关系如图乙所示，则(AD)Ac点处的场强和a点处的场强大小相等、方向相同B球内部的电场为匀强电场Ca、c两点处的电势相等D
12、假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动，则从a点处移动到c点处的过程中，电场力一直做正功解析：由题图乙可知，a、c处场强大小相等、方向相同，故A正确；由题图乙可知，球内部的电场是非匀强电场，故B错误；因为电场线方向是从a到c，沿着电场线的方向电势降低，a处的电势比c处的电势高，故C错误；从a到c区域内，由题图乙可知，电场方向相同，都是从a到c，所以正电荷受到的电场力方向是从a到c，将一带正电的试探电荷从a点处移动到c点处的过程中，电场力一直做正功，故D正确。二、非选择题4(16分)如图所示，一质量为m、带有电荷量q的小物体，可以在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力Ff作用，且FfqE。设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程。答案：解析：电场力做功与路径无关，滑动摩擦力始终做负功，由于FfqE，小物体最终停留在O端。由动能定理可知qEx0Ffs0mv，解得s。
