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1、2022年高中物理第2章電勢(shì)能與電勢(shì)差第2節(jié)電勢(shì)與等勢(shì)面自我小測(cè)魯科版選修
夯基達(dá)標(biāo)
1如下圖所示,兩個(gè)固定的等量異種電荷,在它們連線的垂直平分線上有a、b、c三點(diǎn),則( )
A.a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高
B.a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同
C.a、b、c三點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)相等
D.一帶電粒子(不計(jì)重力)在a點(diǎn)無初速釋放,則它將在a、b連線上運(yùn)動(dòng)
2.如下圖所示,虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,它們的電勢(shì)關(guān)系為φa>φb>φc,一帶正電粒子射入電場(chǎng)中,其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線 KLMN所示.由圖可知( )
A.粒子從K到L的過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功
B.粒子從L到M的過程中,
2、電場(chǎng)力做負(fù)功
C.粒子從K到L的過程中,電勢(shì)能增加
D.粒子從L到M的過程中,動(dòng)能減少
3.下列說法正確的是( )
A.當(dāng)兩個(gè)正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí),它們之間的庫(kù)侖力增大,它們的電勢(shì)能也增大
B.當(dāng)兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí),它們之間的庫(kù)侖力增大,它們的電勢(shì)能也增大
C.一個(gè)正點(diǎn)電荷與一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷互相靠近時(shí),它們之間的庫(kù)侖力增大,它們的電勢(shì)能也增大
D.一個(gè)正點(diǎn)電荷與一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷互相靠近時(shí),它們之間的庫(kù)侖力減小,它們的電勢(shì)能也減小
4.在靜電場(chǎng)中,把一個(gè)電荷量q=2.0×10-5C的負(fù)電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做功6.0×10-4 J,由N點(diǎn)移到P點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功1.0×10-3
3、 J,則M、N、P三點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系是____________.
5.如下圖所示為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線,電場(chǎng)中有A、B、C三個(gè)點(diǎn),已知一個(gè)負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做正功,則A、B、C三點(diǎn)中,場(chǎng)強(qiáng)最大的點(diǎn)是_____________,電勢(shì)最高的點(diǎn)是__________________.
能力提升
6.根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型.下圖中虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線,實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡.在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b再運(yùn)動(dòng)到c的過程中,下列說法中正確的是( )
A.動(dòng)能先增大,后減小
B.電勢(shì)能先減小,后增大
C.電場(chǎng)力先做負(fù)功,后做正功,總功
4、等于零
D.加速度先變小,后變大
7.如下圖所示,電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),則下列說法中正確的是 ( )
A.電勢(shì)φA>φB,場(chǎng)強(qiáng)EA>EB
B.電勢(shì)φA>φB,場(chǎng)強(qiáng)EA<EB
C.將+q電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做了正功
D.將-q電荷分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能EpA>EpB
8.如下圖所示,Q為帶負(fù)電的絕緣小球,AB為不帶電的中性導(dǎo)體且放在Q附近.達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí),下列判斷正確的是( )
A.A端的電勢(shì)高于B端的電勢(shì)
B.以無限遠(yuǎn)或大地為零電勢(shì)點(diǎn),導(dǎo)體AB的電勢(shì)高于零
C.A、B兩端電勢(shì)相等
D.導(dǎo)體內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)是由A指向B
9.如下圖所示,在點(diǎn)電
5、荷+Q形成的電場(chǎng)中,已知a、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,c、d兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,甲、乙兩個(gè)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為acb和adb曲線,兩個(gè)粒子經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能,可由此判斷( )
A.甲經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)與乙經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能
B.甲、乙所帶電荷的電性相反
C.若取無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,甲經(jīng)過c點(diǎn)和乙經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能相等
D.兩粒子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能
拓展探究
10.把一帶電荷量為q=-1.0×10-8 C電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的某點(diǎn)A,克服電場(chǎng)力做功W1=2.0×10-7 J,把它從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功W2=1.0×10-7 J,試分析把該電荷從無窮遠(yuǎn)處移至B點(diǎn)
6、電荷電勢(shì)能的變化,并計(jì)算B點(diǎn)的電勢(shì)(以無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)).
參考答案
1解析:由等量異種電荷電場(chǎng)線分布知,其中垂線為一等勢(shì)面,故電勢(shì)為零,A項(xiàng)錯(cuò),B項(xiàng)正確,C項(xiàng)正確,因此帶電粒子在a點(diǎn)無初速度釋放,將水平運(yùn)動(dòng),故D項(xiàng)錯(cuò).
答案:BC
2解析:因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的粒子帶正電,從其軌跡彎曲情況可判定受到的是庫(kù)侖斥力,所以場(chǎng)源電荷必定為正電荷,因?yàn)棣誎=φN<φM<φL,所以由K到L過程中電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,A、C兩項(xiàng)正確.由L到M過程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案:AC
3解析:兩同種電荷靠近時(shí),要克服靜電斥力做功,系統(tǒng)的電勢(shì)能增大;兩異種電荷靠近時(shí),靜電
7、引力做正功,系統(tǒng)的電勢(shì)能減少.由此判斷A、B兩項(xiàng)正確,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案:AB
4解析:首先畫一條電場(chǎng)線,并假設(shè)M、N、P在同一條電場(chǎng)線上,如圖所示.在中間位置附近畫一點(diǎn)作為M點(diǎn).因?yàn)镸→N電場(chǎng)力做正功,即沿著電場(chǎng)線移動(dòng),而負(fù)電荷受電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,則可確定N點(diǎn)在M點(diǎn)左側(cè).N→P電場(chǎng)力做負(fù)功,即沿著電場(chǎng)線移動(dòng),又因1.0×10-3 J>6.0×10-4 J,所以肯定移過了M點(diǎn),即P點(diǎn)位于M點(diǎn)右側(cè).這樣,M、N、P三點(diǎn)電勢(shì)的高低關(guān)系是φN>φM>φP.
答案:φN>φM>φP
5解析:根據(jù)電場(chǎng)線的疏密可以判斷A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大,由負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功可知電勢(shì)φB>φA,結(jié)
8、合圖可知φC>φB>φA,即電勢(shì)最高的點(diǎn)是C點(diǎn).
答案:A點(diǎn) C點(diǎn)
6答案:C
7解析:根據(jù)電場(chǎng)線疏密和方向判斷EA<EB,φA>φB,B項(xiàng)正確.根據(jù)受力和運(yùn)動(dòng)方向判斷,正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做了正功.C項(xiàng)正確.負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大,可判斷D項(xiàng)錯(cuò).
答案:BC
8解析:處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體:①內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零;②導(dǎo)體是等勢(shì)體,可判斷A、D兩項(xiàng)錯(cuò),C項(xiàng)正確.現(xiàn)畫出靜電平衡后的電場(chǎng)線的分布如圖所示,A端從正感應(yīng)電荷出發(fā)的電場(chǎng)線終止于Q,來自大地的電場(chǎng)線終止于B端的負(fù)感應(yīng)電荷,大地電勢(shì)為零,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,可知導(dǎo)體AB的電勢(shì)φ<0.B項(xiàng)錯(cuò),故選C項(xiàng).
答案:C
9答案:BD
10解析:電荷從無窮遠(yuǎn)處移至A點(diǎn)電場(chǎng)力做2.0×10-7 J的負(fù)功,從A至B點(diǎn)電場(chǎng)力做1.0×-7 J的正功.故把電荷從無窮遠(yuǎn)處移至B點(diǎn),電場(chǎng)力做功W3=(-2.0×10-7+1.0×10-7)J=-1.0×10-7 J.所以,電荷電勢(shì)能增加ΔEp=1.0×10-7 J.
由于無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零,所以B點(diǎn)電勢(shì)能EpB=1.0×10-7 J.
故B點(diǎn)電勢(shì)=-10 V.
答案:電勢(shì)能增加1.0×10-7 J -10 V