1、第4节 电势能和电势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，电场力做功为W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则()AW1W2BW3W2CW1W3DW1W3C解析 电场力做功只与始、末位置有关，与路径无关，选项C正确2一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点过程中，电场力做了5106J的正功，那么()A电荷的电势能减少了5106JB电荷的动能减少了5106JC电荷在B处时具有5106J的电势能D电荷在B处时具有5106J的动能A解析 电场力做正功，电势能减少，故电
2、荷的电势能减少了5106 J，选项A正确；根据动能定理可知，电荷的动能增加了5106 J，选项B错误；零电势不确定，故不能确定电荷在B处的电势能，选项C错误；因为在A处的动能不确定，不能确定电荷在B处的动能，选项D错误3如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是()AA点电势高于B点电势BA、B两点的电场强度相等Cq1的电荷量小于q2的电荷量Dq1在A点的电势能小于q2在B点的电势能C解析 由题意知点电荷Q带负电，在负的点电荷电场中离负电荷
3、越远处电势越高，因此A点电势低于B点电势，选项A错误；离点电荷越远处电场强度越小，选项B错误；根据WEp1Ep2知两电荷移到无穷远处克服电场力做功相等，有q1A0q2B0即两电荷电势能相同，选项D错误；又因为AB，且电势为负值，故q1q2，选项C正确4(多选)某电场中有M、N两点，它们的电势分别为M10 V，N2 V，则下列说法错误的是()AM点电势低B无论电荷是正还是负，同一电荷在M点的电势能总比在N点电势能小C将1 C的正电荷从M点移到N点，静电力做8 J功D将1 C的负电荷从M点移到N点，静电力做8 J功BC解析 电势是标量，正负代表大小，故M点电势低，选项A正确；正电荷在N点时，电势能
4、较大，负电荷在M点时，电势能较大，选项B错误；将1 C的正电荷从M点移至N点，克服静电力做功8 J，将1 C的负电荷从M点移至N点，静电力做功8 J，选项C错误，D正确5(多选)如图所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，下列判断正确的是()A两粒子带同种电荷B两粒子带异种电荷C到达M、N时两粒子速率仍相等D到达M、N时两粒子速率不相等BD解析 由两个粒子轨迹的弯曲情况可以看出，到达M的粒子受的是库仑斥力，到达N的粒子受的是库仑引力，所以两个粒子电性一定不同，
5、选项A错误，B正确因为P和M、N不在同一个等势面上，所以由P到M和由P到N时电场力都要做功，但因P到M的过程中是在斥力作用下靠近，电场力做负功，所以动能减少，故vMEpAEpCD该电荷在A、C两点时所受电场力相同C解析 从A到C，电场力对该电荷先做负功，后做正功，选项A、B错误；电场力先做负功，后做正功，则电势能先增加后减小，A、C在同一等势面上，因此有EpBEpAEpC，选项C正确；该电荷在A、C两点时所受电场力都是背离圆心的斥力，即两力的方向不同，选项D错误7两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开
6、电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中()A做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后变小C做曲线运动，电势能先变小后变大D做曲线运动，电势能先变大后变小C解析 由题图可知等势面由两固定的等量异号点电荷产生，其电场分布如图所示带负电的粒子在等量异号点电荷所产生电场中的偏转运动轨迹如图所示，则粒子在电场中做曲线运动，电场力对带负电的粒子先做正功后做负功，电势能先变小后变大，选项C正确8(多选)如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异号点电荷Q、Q，虚线是以Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称下列判断正确的
7、是()Ab、d两点处的电势相同B四个点中c点处的电势最低Cb、d两点处的电场强度相同D将一试探电荷q沿圆周由a点移至c点，q的电势能减小ABD解析 由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知，选项A、B正确，C错误四个点中a点电势最高、c点电势最低，正电荷在电势越低处电势能越小，选项D正确能力提升9如图所示，一带电粒子在电场中沿曲线AB运动，从B点穿出电场，a、b、c、d为该电场中的等势面，这些等势面都是等间距、互相平行的竖直平面，不计粒子所受重力，则()A该粒子一定带负电B此电场不一定是匀强电场C该电场的电场线方向一定水平向左D粒子在电场运动过程中动能不断减少D解析 由于不能确定电场线方向，
8、故不能确定粒子所带电性，选项A、C错误；等势面等间距、互相平行，故一定是匀强电场，选项B错误；粒子所受电场力一定沿电场线指向轨迹凹侧，而电场线和等势面垂直，由此可确定电场力一定做负功，故动能不断减少，选项D正确10(多选)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的有()A粒子带负电荷B粒子的加速度先不变，后变小C粒子的速度不断增大D粒子的电势能先减小，后增大AB解析 根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，粒子在静电力的作用下轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，说明静电力指向轨迹内
9、侧，与电场强度方向相反，粒子带负电，选项A正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场先是匀强电场，后是非匀强电场，即静电力先不变，后变小，选项B正确；根据WqU，静电力做负功，所以粒子的速度减小，选项C错误；静电力始终做负功，由功能关系可知，粒子的电势能始终增大，选项D错误11将一个电荷量为2108 C的点电荷，从零电势点S点移到M点要克服静电力做功4108 J.(1)q在M点的电势能和M点的电势各是多少？(2)q移入电场前，M点的电势是多少？(3)若将该电荷从M点移至N点，静电力做功1.4107 J，则q在N点的电势能和N点的电势分别为多少？解析 (1)由WSMEpSEpM得EpMEpSW
10、SM4108 J；由EpMqM得M V2 V.(2)电势与电荷无关，故q移入电场前M2 V.(3)由WMNEpMEpN得EpNEpMWMN1107 J；由EpNqN得N V5 V.答案 (1)4108 J2 V(2)2 V(3)1107 J5 V12电荷量为q1104 C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与时间t的关系及小物块速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示，若重力加速度g取10 m/s2，求：(1)物块的质量m；(2)物块与水平面之间的动摩擦因数；(3)物块运动2 s的过程中，其电势能的改变量解析 (1)由题图可知E13104 N/C，E22104 N/C，a12 m/s2，E1qmgma1，E2qmg0，由代入数据得m0.5 kg，0.4.(2)由(1)可知0.4.(3)EpE1ql1E2ql2(31041104212104110421) J7 J，电势能减少7 J.答案 (1)0.5 kg(2)0.4(3)电势能减少7 J