1、课时作业4电势能电势与电势差时间：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，
2、AW/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)AW1W2W3W2W30CW1W3W20 DW3W1W20解析：因A、C两点处于同一等势面上，所以W1W3W20，所以C正确4如图，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d点，电场力做正功W1；若由c经b移到d点，电场力做正功W2.则W1与W2，c、d两点电势c、d关系为(D)AW1W2
3、，cd BW1W2，cdCW1W2，cd解析：cad：W1qUcd0，因为q0，所以Ucd0，即cd.cbd：W2qUcd，所以W1W2，故D正确5.如图所示的点电荷电场中，将检验电荷从A点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做功(D)A从A到B做功最多B从A到C做功最多C从A到E做功最多D做功一样多解析：以点电荷为圆心的圆周上的各点电势相等，所以UABUACUADUAE.根据WqU可知，将检验电荷从A移到B、C、D、E各点电场力做功一样多，选项D正确6.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(B)A粒子在
4、A点的加速度大于它在B点的加速度B粒子在A点的动能小于它在B点的动能C粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D电场中A点的电势低于B点的电势解析：由电场线的指向可知A点电势高于B点电势；由电场线的疏密程度可知粒子在A点受的电场力小于B点，故粒子在A点的加速度小于B点的加速度；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，故其动能增加，电势能减小综上知：只有选项B正确二、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
5、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，等势面的分布是以点电荷为球心的同心球面，A、B两点处于不同的球面上，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，ACB，负电荷在电势高的地方电势能小，在电势低
6、的地方电势能大，带负电的小球从A到C的过程中电势能先减少后增加，故C选项正确；设静电力沿细管方向提供的加速度为a电，小球在A点时，在重力和静电力沿细管向下的分力提供向下的加速度，agsin30a电，在C点时，加速度agsin30a电，联立解得aga，故D选项正确8如图所示，一带电粒子在两个固定的等量正点电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上下列说法正确的是(CD)A该粒子可能带正电B该粒子经过B点时的速度最大C该粒子经过B点时的加速度一定为零D该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能解析：从该带电粒子的运动轨迹看，固
7、定电荷对它有吸引力，由固定电荷带正电可知，该粒子一定带负电，故A错误；B点是两点电荷连线的中点，合场强为零，故粒子受力为零，则加速度为零，C正确；因为离正电荷越远，电势越低，则由题图知粒子从A运动到B的过程中，电势先增大后减小且AEpB，故B错误，D正确9.如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OMON.若滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则(AC)A滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大B滑块
8、从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小C在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置D在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置解析：由于OMEkaEkcD粒子在三点的电势能大小为EpbEpaEpc解析：该电场中的等势线为均匀分布且平行的直线，可知该电场为匀强电场，电场线的方向是由高电势指向低电势，且垂直等势线，带负电的粒子所受电场力与电场线方向相反，由做曲线运动的条件可知，粒子亦可先过c点，经b点再到a点，选项A错误；粒子在匀强电场中受到电场力为恒定外力，故选项B正确；粒子在该匀强电场中运动过程中，电势能和动能的总和保持不变，带负电的粒子在c点时的电势能
9、最小，在b点的电势能最大，故EkcEkaEkb、EpbEpaEpc，故选项D正确，选项C错误三、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
10、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 J2.05 J.13有一个带电荷量q3106 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做6104 J的功，从B点移到C点电场力对电荷做功9104 J，求A、C两点间电势差，并说明A、C两点哪点电势较高答案：100 VA点较高解析：由题意，知WAB6104 J所以UABWAB/q6104/(3106) V200 V又因WBC9104 J所以UBCWBC/q9104/(3106) V300 VUACAc(AB)(Bc)UABUBC100 V即A点电势比C点高100 V.