（山東省專用）2022高中物理 第一章 靜電場 課時跟蹤檢測（四）電勢能和電勢（含解析）新人教版選修3-1

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1、（山東省專用）2022高中物理 第一章 靜電場 課時跟蹤檢測（四）電勢能和電勢（含解析）新人教版選修3-1 1．在靜電場中，將一正電荷從a點移到b點，電場力做了負(fù)功，則(　　) A．b點的電場強(qiáng)度一定比a點大 B．電場線方向一定從b指向a C．b點的電勢一定比a點高 D．該電荷的動能一定減小 解析：選C　電場力做負(fù)功，該電荷電勢能增加。正電荷在電勢高處電勢能較大，C正確。電場力做負(fù)功同時電荷可能還受其他力作用，總功不一定為負(fù)。由動能定理可知，動能不一定減小，D錯。電勢高低與場強(qiáng)大小無必然聯(lián)系，A錯。b點電勢高于a點，但a、b可能不在同一條電場線上，B錯。 2．(2016·全國

2、卷Ⅲ)關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是(　　) A．兩個電勢不同的等勢面可能相交 B．電場線與等勢面處處相互垂直 C．同一等勢面上各點電場強(qiáng)度一定相等 D．將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功 解析：選B　在靜電場中，兩個電勢不同的等勢面不會相交，選項A錯誤；電場線與等勢面一定相互垂直，選項B正確；同一等勢面上的電場強(qiáng)度可能相等，也可能不相等，選項C錯誤；電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，移動負(fù)試探電荷時，電場力做負(fù)功，選項D錯誤。 3.如圖所示，實線是某電場中的一條電場線，虛線是該電場中的兩條等勢線，由圖可以得出的正確結(jié)論是(　　)

3、 A．M點的電勢一定低于N點的電勢 B．M點的場強(qiáng)一定小于N點的場強(qiáng) C．由M點向N點移動電荷時，電勢能的改變量與零電勢的選取無關(guān) D．某電荷在M點或N點具有的電勢能與零電勢的選取無關(guān) 解析：選C　沿著電場線方向電勢逐漸降低，可知M點的電勢大于N點的電勢，A錯誤；根據(jù)電場線與等勢面垂直，可以作出如圖所示電場線，可得EM＞EN，B錯誤；M、N兩點的電勢能之差與零電勢的選取無關(guān)，C正確；而Ep＝qφ，所以電勢能的大小與零電勢的選取有關(guān)，D錯誤。 4．在電場中，把電荷量為4×10－9 C的正點電荷從A點移到B點，克服靜電力做功 6×10－8 J， 以下說法中正確的是(　　) A．電荷

4、在B點具有的電勢能是6×10－8 J B．B點電勢是15 V C．電荷的電勢能增加了6×10－8 J D．電荷的電勢能減少了6×10－8 J 解析：選C　電荷在電場中某點的電勢能具有相對性，只有確定了零勢點，B點的電勢、電荷在B點的電勢能才是確定的數(shù)值，故A、B錯誤；由于電荷從A移到B的過程中克服靜電力做功6×10－8 J，故電荷電勢能應(yīng)該增加了6×10－8 J，故C正確，D錯誤。 5．[多選]如圖甲所示，AB是電場中的一條直線，電子以某一初速度從A點出發(fā)，僅在電場力作用下沿AB運動到B點，其v -t圖像如圖乙所示。關(guān)于A、B兩點的電場強(qiáng)度EA、EB和電勢φA、φB的關(guān)系，下列判斷正

5、確的是(　　) A．EA＞EB　　　　　　　 B．EA＜EB C．φA＞φB D．φA＜φB 解析：選AC　由v -t圖像可知：電子做的是加速度越來越小的變減速運動，電子受到的電場力就是其所受的合外力，即電場力越來越小，由F＝Eq可知，電場強(qiáng)度越來越小，即EA＞EB，A選項正確；由于電子帶負(fù)電，其所受的電場力方向與場強(qiáng)方向相反，則電場強(qiáng)度的方向應(yīng)為由A指向B，由沿電場線方向電勢越來越低，可得φA＞φB，C選項正確。 6．如圖虛線表示某點電荷電場中的等勢面，一帶電粒子僅在電場力作用下由A運動到B的軌跡如圖中實線所示。粒子在A、B點的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EA、EB，

6、下列判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)A＞aB，EA＞EB B．a(chǎn)A＞aB，EA＜EB C．a(chǎn)A＜aB，EA＞EB D．a(chǎn)A＜aB，EA＜EB 解析：選D　根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知帶電粒子受到的是靜電斥力，從外向內(nèi)，電勢降低，所以該電場是負(fù)的點電荷產(chǎn)生的電場，則粒子帶負(fù)電；根據(jù)U＝Ed知，等差等勢面越密的位置場強(qiáng)越大，B處等差等勢面較密集，則場強(qiáng)大，帶電粒子所受的電場力大，加速度也大，即aA＜aB，從A到B，電場線對帶電粒子做負(fù)功，電勢能增加，則知B點電勢能大，即EA＜EB；故D正確，A、B、C錯誤。 7．如圖所示勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，在O點處放置一點電荷＋Q。a、b、c、d

7、、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點，aecf平面與電場平行，bedf平面與電場垂直，則下列說法中正確的是(　　) A．b、d兩點的電場強(qiáng)度相同 B．a(chǎn)點的電勢等于f點的電勢 C．點電荷＋q在球面上任意兩點之間移動時，電場力一定做功 D．將點電荷＋q在球面上任意兩點之間移動，從a點移動到c點電勢能的變化量一定最大 解析：選D　b、d兩點的場強(qiáng)為＋Q產(chǎn)生的電場與勻強(qiáng)電場E的合場強(qiáng)，由對稱性可知，其大小相等、方向不同，A錯誤；a、f兩點雖在＋Q的同一等勢面上，但在勻強(qiáng)電場E中此兩點不等勢，B錯誤；在bedf面上各點電勢相同，點電荷＋q在bedf面上移動時，電場力不做功，C錯誤；從a點移到c點

8、，＋Q對它的電場力不做功，但勻強(qiáng)電場對＋q做功最多，電勢能變化量一定最大，D正確。 8.[多選]如圖所示，在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷＋Q、－Q，虛線是以＋Q所在點為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、d兩點關(guān)于x軸對稱。下列判斷正確的是(　　) A．b、d兩點處的電勢相同 B．四個點中c點處的電勢最低 C．b、d兩點處的電場強(qiáng)度相同 D．將一試探電荷＋q沿圓周由a點移至c點，＋q的電勢能減小 解析：選ABD　等量異種點電荷的電場線及等勢線的分布如圖所示。由于b、d兩點關(guān)于x軸對稱，故b、d兩點電勢相等，A項正確；a、b、c、

9、d四個點中，只有c點電勢為零，其余各點的電勢均大于零，故B項正確；b、d兩點的電場強(qiáng)度大小相等，方向不同，故C項錯；將一正的試探電荷由a點移動到c點的過程中，由于a點電勢高于c點電勢，故該電荷的電勢能減小，D項正確。 9．如圖所示，在等量的異種點電荷形成的電場中，有A、B、C三點，A點為兩點電荷連線的中點，B點為連線上距A點距離為d的一點，C點為連線中垂線上距A點距離也為d的一點，則下面關(guān)于三點電場強(qiáng)度的大小、電勢高低的比較，正確的是(　　) A．EA＝EC＞EB；φA＝φC＞φB B．EB＞EA＞EC；φA＝φC＞φB C．EA＜EB，EA＜EC；φA＞φB，φA＞φC D

10、．因為零電勢點未規(guī)定，所以無法判斷電勢的高低 解析：選B　根據(jù)電場線的疏密分布知，A點的電場線比C點密，B點的電場線比A點密，則EB＞EA＞EC；等量的異種電荷的中垂線為等勢線，則A點的電勢與C點的電勢相等，沿著電場線方向電勢逐漸降低，則A點的電勢大于B點電勢。所以φA＝φC＞φB。故B正確。 10．如圖為某示波管內(nèi)的聚焦電場，實線和虛線分別表示電場線和等勢線，則(　　) A．場強(qiáng)Ea>Eb，Ebφb，φc>φb C．沿cba路徑移動質(zhì)子與電子，電荷的電勢能改變是一樣的 D．沿bc直線方向射入的電子一定做直線運動 解析：選D　根據(jù)電場線的疏密表示電場強(qiáng)度

11、的相對大小，可知Ea＞Eb＞Ec，故A錯誤；沿著電場線方向電勢是降低的，同一等勢面上各點的電勢相等，則知φc＞φb＝φa，故B錯誤；沿cba路徑移動質(zhì)子與電子，根據(jù)公式W＝qU，知由于電子與質(zhì)子的電性相反，電場力對質(zhì)子做正功，質(zhì)子的電勢能減小，對電子做負(fù)功，電子的電勢能增大，故C錯誤；沿bc直線方向射入的電子，所受的電場力沿bc方向，電子做直線運動，故D正確。 11．如果把q＝1.0×10－8 C的電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點， 靜電力做功 W＝－1.2×10－4 J，那么： (1)q在A點的電勢能和A點的電勢各是多少？ (2)q在移入電場前，A點的電勢是多少？ 解析：(1)靜電力做

12、負(fù)功，電勢能增加，無限遠(yuǎn)處的電勢為0，電荷在無限遠(yuǎn)處的電勢能也為0，電勢能的變化量等于靜電力所做的功，即W＝Ep∞－EpA＝0－EpA， 所以EpA＝－W＝1.2×10－4 J， φA＝＝ V＝1.2×104 V。 (2)A點的電勢是由電場本身決定的，跟A點是否有電荷存在無關(guān)，所以q在移入電場前，A點的電勢仍為1.2×104 V。 答案：(1)1.2×10－4 J　1.2×104 V　(2)1.2×104 V 12.如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場線與AC平行，把10－8 C的負(fù)電荷從A點移到B點，靜電力做功6×10－8 J，AB長6 cm，AB與AC成60°角。求： (1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向； (2)設(shè)B處電勢為1 V，則A處電勢為多少？電子在A處的電勢能為多少？ 解析：(1)將負(fù)電荷從A點移至B點，靜電力做正功，所以電荷所受靜電力方向沿A至C。又因為是負(fù)電荷，場強(qiáng)方向與負(fù)電荷受力方向相反，所以場強(qiáng)方向由C指向A。 (2)由WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)得 φA＝＋φB＝V＝－5 V 則電子在A點的電勢能為 EpA＝qφA＝(－e)×(－5 V)＝5 eV。 答案：(1)由C指向A　(2)－5 V　5 eV