1、高考资源网（） 您身边的高考专家四电势能电势与电势差(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.在静电场中,将一正电荷从A点移到B点,静电力做了负功,则()A.B点的电场强度一定比A点大B.电场线方向一定从B指向AC.B点的电势一定比A点高D.该电荷的动能一定减小【解析】选C。从A到B,静电力对正电荷做负功,该电荷电势能增加,qAqB,即AbB.EaEbC.EaEpb【解析】选B、D。由题意可知,粒子只受电场力时,其动能和电势能之和保持不变,而由v -t图像可知粒子从a运动到b的过程中速度逐渐增大,动能增大,所以其电势能逐渐减小,又由于粒子带负电,所以电势是逐渐升高的,
2、A错,D对;由于v -t图像的斜率是逐渐减小的,加速度逐渐减小,因此电场力逐渐减小,所以电场强度也逐渐减小,B对,C错。故选B、D。6.(2020合肥高二检测)如图所示,实线为电场线,虚线为等势面。一个正电荷在等势面 L3 时,动能为 Ek3=20 J,运动到 L1 时,动能为 Ek1=4 J。若以L2为零势面,且不计空气阻力和重力,则当电荷的电势能 Ep=4 J时,其动能为()A.Ek=10 J B.Ek=16 JC.Ek=4 JD.Ek=8J【解析】选D。设两相邻等势面的电势差为U0,电荷的电量为q。根据仅在电场力作用下,电荷的电势能与动能之和E保持不变,有E=Ek3-qU0=Ek1+qU
3、0=Ek+EP,解得:qU0=(Ek3-Ek1),从而可得Ek=(Ek1+Ek3)-EP=(20+4)-4 J=8 J;D正确,A、B、C错误。故选D。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(12分)在如图所示的匀强电场中,有A、B两点,且A、B两点间的距离为x=0.20 m,已知AB连线与电场线夹角为=60,今把一电荷量q=-210-8 C的检验电荷放入该匀强电场中,其受到的电场力的大小为F=4.010-4 N,方向水平向左,求:(1)电场强度E的大小和方向;(2)若把该检验电荷从A点移到B点,电势能变化了多少;(3)若A点为零电势点,
4、电荷量q=-210-8 C,则q在B点电势能为多少。【解析】(1)由E=可得E=2104 N/C方向水平向右。(2)由W=-Fxcos可得W=-410-5JEp=-W=410-5 J即电场力做负功,电势能增加了410-5J。(3)由UAB=Excos得UAB=2103 V且UAB=A-B可得EpB=qB=410-5J。答案:(1)2104 N/C方向水平向右(2)增加了410-5 J(3)410-5 J8.(12分)(2020福州高二检测)电场中某区域的电场线如图所示,A、B是电场中的两点,一个电荷量q=+4.010-8 C的点电荷在A点所受电场力FA=2.010-4 N,将该点电荷从A点移动
5、到B点,电场力做功W=8.010-7 J。求:(1)A点电场强度的大小EA;(2)A、B两点间的电势差U。【解析】(1)A点电场强度的大小为:EA=N/C=5103 N/C。(2)A、B两点间的电势差UAB=V=20 V。答案:(1)5103 N/C(2)20 V(15分钟40分)9.(7分)(多选)如图所示,O是一固定的点电荷,另一点电荷P从很远处以初速度v射入点电荷O的电场,在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN,a、b、c是以O为中心,Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆,它们之间间距相等,1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点。以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小,
6、|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小,则()A.|W12|2|W34|B.|W12|=2|W34|C.P、O两电荷可能同号D.P、O两电荷一定异号【解析】选A、D。根据电场线的分布情况可知,2、3间的电场强度大于3、4间的电场强度,由公式U=Ed分析得知,2、3间的电势差大于3、4间的电势差,所以1、2间的电势差大于3、4间电势差的2倍,即有|U12|2|U34|,由电场力做功公式W=qU得,|W12|2|W34|。故A正确,B错误。由轨迹的弯曲方向可判定两电荷间存在引力,是异号电荷。故C错误,D正确,故选A、D。10.(7分)(多选)图中虚线是某电场的一组等势面,两个带电粒子从P
7、点沿等势面的切线方向射入电场,粒子仅受电场力作用,运动轨迹如实线所示,a、b是实线与虚线的交点。下列说法正确的是()A.两粒子的电性相反B.a点的电场强度小于b点的电场强度C.a点的电势高于b点的电势D.与P点相比两个粒子的电势能均减小【解析】选A、B、D。根据轨迹的弯曲方向可知,a粒子受到中心电荷的斥力,而b粒子受到中心电荷的引力,说明a与中心电荷电性相同,b与中心电荷的电性相反,则两粒子的电性相反,故A正确;由等势面的分布可知,该电场是点电荷产生的,由场强公式E=可知,a点的电场强度小于b点的电场强度,故B正确;由于中心电荷的电性无法判断,电场线方向无法判定,则不能比较a、b的电势高低,故
8、C错误;电场力对两粒子均做正功,则两个粒子的电势能均减小,D正确。故选A、B、D。【加固训练】 (多选)如图所示,A、B是同一条电场线上的两点,下列说法正确的是()A.正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能B.正电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能C.负电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能D.负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能【解析】选A、D。若正电荷从A运动到B,正电荷所受的电场力方向从A指向B,与位移方向相同,电场力做正功,电势能减小,则正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能,故A正确、B错误。若负电荷从A运动到B,负电荷所受的电场力方向从B指向
9、A,与位移方向相反,电场力做负功,电势能增大,则负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能,故D正确、C错误。11.(7分)(多选)(2020厦门高二检测)如图,在xOy坐标平面内有方向平行于坐标平面的匀强电场,abcd是平面内直角梯形的四个顶点,坐标如图所示,已知a、b、c三点电势分别为2 V、6 V、8 V,下列说法正确的是()A.坐标原点O的电势为4 VB.d点的电势为5 VC.c、O两点的电势差等于b、a两点的电势差D.匀强电场方向沿cb方向【解析】选A、C。根据U=Ed可得,匀强电场中相互平行的直线上,电势差与长度成正比,则c-b=O-a,代入数据得:O=4 V,A正确;根据A选
10、项的分析,有:2(c-b)=d-a,代入数据得:d=6 V,故B错误; 根据A选项的分析,c、O两点的电势差等于b、a两点的电势差,C正确;b、d两点电势相等,b、d两点连线为等势线,根据电场线与等势线垂直,且由高电势指向低电势知,匀强电场方向沿ba方向,D错误。故选A、C。12.(19分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B。A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,两球组成一带电系统。虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线。视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上
11、水平向右的匀强电场后,系统开始运动。已知MN、PQ间电势差为U,不计A,B两球间的库仑力,两球均视为点电荷。试求:(1)开始运动时,带电系统的加速度大小;(2)A球刚运动到PQ位置时的速度大小;(3)带电系统从静止开始向右运动的最大距离。【解析】(1)开始运动时,带电系统的加速度,根据牛顿第二定律有:2qE=2maE=解得:a=(2)从开始运动到A球刚运动到PQ位置,根据动能定理得:2qE2L-3qEL=2mv2解得:v=(3)带电系统向右运动分三段:B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场,设A球离开PQ的最大位移为x,由动能定理得:-3qEx=0-mv2解得:x=所以:s总=2L+x=L答案:(1)(2)(3)L关闭Word文档返回原板块- 12 - 版权所有高考资源网
