1、第4节 电势能和电势 班级_姓名_目的要求：1知道电势的概念；2知道什么是电势能；3知道在电场中沿电场线的方向，电势越来越低。第卷(选择题)一、选择题：1下列说法正确的是（）A在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少B在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少C在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少D在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加2如图1所示，是电场中的一条电场线和这条电场线上的两点A和B，则 （）图1AB点的场强一定比A点的小BB点的电势一定比A点的低C将电荷从A点移到B点，电荷的电势能一定减小D在A点的正电荷，只在电
2、场力作用下，一定沿电场线运动到B点3下面描述的这些情况中，电势能减小的有（）A将两个同种电荷拉开一些B将两个异种电荷拉开一些C将负电荷移动到电势较高处D将正电荷移动到电势较低处4下列关于电场强度和电势的说法中，正确的是（）A电场强度为零的地方，电势一定为零B电势为零的地方，电场强度一定为零C电场强度较大的地方，电势一定较高D沿着电场强度的方向，电势逐渐降低5如图2所示，带电粒子只在电场力作用下，从A点运动到B点，轨迹如图中的虚线，则该粒子（）图2A肯定带负电B电势能不断减少C动能不断减少D在A点的加速度较小6在以点电荷为球心，r为半径的球面上，各点相同的物理量是（）A电场强度B同一电荷所受电场
3、力C电势D同一电荷具有的电势能7如图3所示，为负点电荷电场中的一条电场线，a、b为电场线上的两点.设a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb、a、b两点的电势分别为a、b，则下列说法中正确的是 （）baE图3AEaEb，abBEaEb，abCEaEb，abDEaEb，ab8如图4所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点速度恰好为零，下列说法正确的是（）a图4bA带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的Ba点的电势比b点的电势高C带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小Da点的电场强度比b点的电场强度大9（2016全国新课标卷）关于静电场的等
4、势面，下列说法正确的是A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功10（2015全国新课标）如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为、。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则A直线a位于某一等势面内，B直线c位于某一等势面内，C若电子有M点运动到Q点，电场力做正功D若电子有P点运动到Q点，电场力做负功11（2015上海卷）两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示，P、Q为电场中两点，则A正
5、电荷由P静止释放能运动到QB正电荷在P的加速度小于在Q的加速度C负电荷在P的电势能高于在Q的电势能D负电荷从P移动到Q，其间必有一点电势能为零12（2015四川卷）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。则小球aA从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B从N到P的过程中，速率先增大后减小C从N到Q的过程中，电势能一直增加D从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量13（2014北京卷）如图所示，实线表示某静电场的电场线
6、，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是A1、2两点的电场强度相等B1、3两点的电场强度相等C1、2两点的电势相等D2、3两点的电势相等第卷（非选择题）二、填空、实验题：14把一电荷量q1010C的试探电荷放入电场中的A点，具有电势能为108J，则该点的电势为_V，若在该点放入另一电荷荷q1010C的电荷，则该点电势为_V。15质量为m，电荷量为q的带正电粒子，在正点电荷形成的电场中，从电势为的某点由静止开始运动，若不计重力，无穷远处电势为零，则带电粒子的加速度将逐渐_；速度将逐渐_； 三、计算题：16如图所示，将一质量为m，电荷量为+Q的小球固定在绝缘体的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定
7、轴移动.杆长为L,杆的质量忽略不计，杆和小球置于场强为E的匀强电场中，电场的方向如图所示，将杆拉至水平位置OA，在此处将小球自由释放，求杆运动到竖直位置OB时小球的动能及小球电势能的变化量。17某电场中有A、B、C三点，三点的电势分别是A=5V，B=2V，C=0，现有一电荷量q=6106C的点电荷P，求： （1）该点电荷在A、B、C三点的电势能各为多大？（2）若将P从A移到B，则静电力做功多少？电势能变化了多少？（3）若将P从B移到C，则静电力做功多少？电势能变化了多少？ 18如图所示，倾角为30的直角三角形底边BC长为2l，放置在竖直平面内，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点
8、O固定一正电荷，让一个质量为m、电荷量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜面滑下(不脱离斜面)。已测得它滑到B点在斜边上的垂足D处的速度为v，加速度为a，方向沿斜面向下，问该质点滑到斜面底端C点时的速度和沿斜面向下的加速度各是多大？参考答案一、选择题： 1【答案】C【点拨】顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少；顺着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加；逆着电场线移动正电荷，电场力做负功，电荷电势能增加；逆着电场线移动负电荷，电场力做正功，电荷电势能减少。不知移动电荷正、负，无法判断电场力做功正、负，A、B错误；沿电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能一定减小， C正确
9、；逆着电场线移动负电荷，电场力做正功，电荷电势能减少，D错误。 2【答案】B【点拨】电场线的疏密表示电场的强弱，一条电场线不能判断A、B两点场强的大小关系，B错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，B正确；将电荷从A点移到B点，因没有告诉正负电荷所以无法判断电势能的增减，C错误；在A点的正电荷不知道初速度的方向，不一定沿着电场线运动到B点，D错误。3【答案】ACD【点拨】电场力做正功时，电荷的电势能减小。A正确，B错误；根据WABqUAB q（jAjB）可知，当移动负电荷时，由于此时q0，移动到高电势点时，（jAjB）0，所以电场力做正功，电荷的电势能减小；当移动正电荷到低电势点时，q0，（jAj
10、B）0，这时电场力做正功，电荷的电势能也减小。C、D正确。4【答案】D【点拨】电场强度是矢量，电势是标量，两者之间没有直接关系，A、B、C错误；沿着电场线的方向，电势逐渐降低，D正确。5【答案】ACD【点拨】从电荷的运动轨迹来看，电荷受力方向一定跟场强方向相反，粒子带负电，A正确；电荷受力方向跟运动方向夹角大于90，电场力做负功，电势能增大，动能减少，B错误、C正确；从图知A点的场强要小些，所以A点的加速度较小，D正确。6【答案】CD【点拨】根据点电荷的计算公式知道，各点场强大小相等，但是方向不相同，A错误；同一电荷受的电场力的方向也不相同，B错误；把一个电荷沿着球面移动库仑力不做功，C、D正
11、确。7【答案】B【点拨】根据负点电荷的电场线的特点判断出点电荷一定在电场线的右边，那么b点场强要大些，再根据沿着电场线的方向电势一定降低，B正确。8【答案】ABD【点拨】带电质点由a点到b点的运动，必为先加速后减速，质点的重力不可忽略（若不计重力，则释放后质点必做加速运动），所以质点所受的电场力应向上，A正确；沿电场线方向电势降低，B正确；电场力一直做正功，带电质点的电势能减小，重力势能增大，动能先增大后减小，C错误；开始时电场力大于重力，后来电场力小于重力，所以a点的电场强度较大，D正确。9【答案】B【解析】等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，A错
12、误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将一负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力的方向是从低电势指向高电势，所以电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，D错误。10【答案】B【解析】电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功,说明MQ为高电势，NP为低电势。所以直线c和d都是位于某一等势线内，但是，A错误，B正确。若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，C错误。电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电
13、势，电场力做正功，电势能减少，D错误。11【答案】D【解析】 正电荷在P点静止释放时，会沿电场线切线方向运动，所以不能运动到Q点，故A错误；P点的电场线密集，所以电场力，加速度也大，故B错误；因为顺着电场线方向电势逐渐降低，所以负电荷在P的电势低于在Q的电势能，故C错误；如果取无穷远处的电势为0，正电荷附近P点电势高于0，负电荷附近Q点的电势低于0，所以负电荷从P移动到Q，其间必经过有一点电势为0，该点电势能也为0，故D正确。12【答案】BC【解析】a球从N点静止释放后，受重力mg、b球的库仑斥力FC和槽的弹力N作用，a球在从N到Q的过程中，mg与FC的夹角逐渐减小，不妨先假设FC的大小不变，
14、随着的减小mg与FC的合力F将逐渐增大，况且，由库仑定律和图中几何关系可知，随着的减小FC逐渐增大，因此F一直增加，故A错误；在a球在从N到Q的过程中，a、b两小球距离逐渐变小，电场力一直做负功，电势能一直增加，故C正确；显然在从P到Q的过程中，根据能的转化与守恒可知，其电势能增加量等于其机械能的减少量，b球在Q点时的重力势能大于其在P点时的重力势能，因此该过程中动能一定在减少，且其减少量一定等于其电势能与重力势能增加量之和，故D错误；既然在从P到Q的过程中，b球的动能在减少，因此其速率也在减小，而开始在N点时速率为0，开始向下运动段中，其速率必先增大，故B正确。13【答案】D【解析】电场线的
15、疏密程度表示场强的大小，1点的场强大于2、3点的场强，AB错误；沿着电场线方向，电势逐渐降低，故1点的电势高于2点的电势，C错误；等势线上各点的电势相等，故2、3两点的电势相等，D正确。二、填空、实验题： 14【答案】100；100【点拨】由公式可以计算出该点的电势，电场中某点的电势跟检验电荷的大小无关。15【答案】减小；增大【点拨】带正电的粒子在正点电荷形成的电场中静止释放，应该向无穷远运动，所以粒子的加速度将逐渐减小；电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增大，速度增大。16答案：(mg+qE)L，电荷电势能的减少EqL。17【解析】（1）由题可知电势ACB，而沿电场线的方向电势降低，则电场
16、线的方向由A指向B点A的电势能为：EpA=qA=6106C5V=3105J点B的电势能为：EpB=qB=6106C（2）V=1.2105J点C的电势能为：EpC=qC=6106C0V=0（2）电荷从A移到B点的过程中，电场力做的功为WAB=EpAEpB=3105J1.2105J=4.2105J，电势能增大了4.2105J（3）电荷从B移到C点的过程中，电场力做的功为WBC=EpBEpC=1.2105J，电势能减小了1.2105J18【解析】因BDODOCl，所以B、D、C在以O为圆心的圆周上，对置于O点的点电荷Q形成的电场而言，B、D、C为等电势点，因而q由D点运动到C点时，电场力做功为零，由动能定理，有：mgh而hBDsin60l解得vC带电质点运动到C点时受三个力作用，即重力mg，竖直向下；电场力FCk，方向由C指向O点；支持力N，方向垂直斜轨向上。根据牛顿第二定律，有mgsin30FCcos30mac即mgkmacacg同理，带电质点在D点时受三个力作用，即重力mg，竖直向下；电场力FCk，方向由D指向O点；支持力N，方向垂直斜轨向上。根据牛顿第二定律有：mgsin30+FDcos30ma得a=g+联立两个加速度表达式得：ac=ga
