物理选修34 电势能和电势当堂检测题

这是一份物理选修34 电势能和电势当堂检测题，共9页。试卷主要包含了关于等势面的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．a、b为电场中的两点，且a点电势高于b点，则可知( )
A．把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加
B．把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少
C．无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少
D．以上说法都不对
解析 电场中电场线的方向是由高电势指向低电势，负电荷受电场力的方向与电场线方向相反，所以负电荷从a移到b，电场力做负功，电势能增加，A选项正确，同理B选项也正确．
答案 AB
2．a和b为电场中的两个点，如果把q＝－2×10－8 C的负电荷从a点移动到b点，电场力对该电荷做了4×10－7J的正功，则该电荷的电势能( )
A．增加了4×10－7J B．增加了2×10－8J
C．减少了4×10－7J D．减少了8×10－15J
解析 电场力做正功电势能减小，而且W＝ΔE，即C选项正确．
答案 C
3．如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法正确的是( )
A．电势φA>φB，场强EA>EB
B．电势φA>φB，场强EAC．将＋q电荷从A点移到B点电场力做正功
D．将－q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EpA>EpB
解析 沿电场线电势逐渐降低，所以φA>φB.由电场线的疏密程度可知，EA答案 BC
4．关于等势面的说法正确的是( )
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以说电场力不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两个等势面永不相交
解析 等势面上各点电势相等、在等势面上移动电荷时，电场力与速度垂直，电场力不做功，并不是不受电场力，故C、D选项正确．
答案 CD
5．关于场强与电势的关系，下列说法中正确的是( )
A．场强相等的各点，电势也一定相等
B．电势为零的位置，场强也一定为零
C．电势高的位置，场强一定大
D．沿场强的反方向，电势逐渐升高
解析 电场中的电场强度和电势没有必然的联系，故A、B、C选项错误．
答案 D
6.一带电粒子射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断( )
A．粒子受到静电排斥力的作用
B．粒子速度vb>va
C．粒子动能Eka＝Ekc
D．粒子电势能Epc>Epa
解析 由题意可知带电粒子沿曲线运动，说明粒子受到排斥的作用，由a到b静电力做负功，Eka>Ekb，即va>vb，a、c在同一等势线上，由a到c电场力不做功，故Eka＝Ekc.
答案 AC
提 升 能 力
7．如下图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，做以Q为焦点的椭圆运动．M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点，电子在从M经P到N点的过程中( )
A．速率先增大后减小 B．速率先减小后增大
C．电势能先减小后增大 D．电势能先增大后减小
解析 正点电荷形成电场的等势面，是以点电荷为圆心的一系列同心圆，且越靠近点电荷电势越高，所以电子从M到P电场力做正功，动能增加，电势能减小；电子从P点到N点的电场力做负功，动能减小，电势能增加．故A、C选项正确．
答案 AC
8．如图①所示，甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的v－t图像如图②所示，比较A、B两点电势能Ep的高低和场强E的大小，可得( )
A．EpA>EpB B．EpAC．EA>EB D．EA＝EB
解析 由v－t图像可知负电荷从A到B运动过程中，速度不断增大，即电场力做正功，电势能减小，即EpA>EpB，由图像的斜率不断减小，说明物体运动的加速度不断减小，受到电场力不断减小，即EA>EB.
答案 AC
9．如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷＋Q和－Q，x轴上的P点位于－Q的右侧，下列判断正确的是( )
A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同
B．在x轴还有两点与P点电场强度相同
C．若将一试探电荷＋q从P点移到O点，电势能增大
D．若将一试探电荷＋q从P点移至O点，电势能减小
解析 根据等量异种电荷的电场分布可知，在x轴还有一点与P点的电场强度相同，即和P点关于O点对称，故A选项正确，B选项错误；若将一试探电荷＋q从P点移至O点，以无穷远电势为零，则＋q在P点时电势能为负值，而O点的电势为零，试探电荷在O点的电势能为零，故C选项正确．
答案 AC
10．如下图所示，实线为一匀强电场的电场线．一个带电粒子射入电场后，留下一条从a到b虚线所示的径迹，重力不计，下列判断正确的是( )
A．b点电势高于a点电势
B．粒子在a点的动能大于在b点的动能
C．粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
D．场强方向向左
解析 带电粒子在匀强电场中所受电场力水平向左，粒子由a运动到b，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故B、C选项正确．
答案 BC
11．(2010·天津)在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则 ( )
A. b点的电场强一定比a点大
B．电场线一定从b指向a
C. b点的电势一定比a点高
D．该电荷的动能一定减小
解析 在静电场中，正电荷从a移动到b点，电场力做负功，是从低电势移动到高电势，电势能增加，但整个过程中是否受其他外力作用，即合外力做功情况不清楚，从而不能判断其动能的怎样变化，故C选项正确；从题意可知φb>φa但不能确定电场线从b指向a，故B选项错误．
答案 C
12．如图所示，倾角为30°的直角三角形底边长为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O固定一正电荷Q，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？
解析 因BD＝OD＝OC＝eq \f(BC,2)＝l，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＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,C)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,D)， ①
而h＝BDsin60°＝eq \f(\r(3),2)l，vD＝v，代入①解得vC＝eq \r(v2＋\r(3)gl).
带电质点运动到C点时刻受三个力作用，即重力mg，竖直向下；电场力FC＝keq \f(Qq,l2)，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
mgsin30°－FCcs30°＝mac.
即 eq \f(1,2)mg－keq \f(Qq,l2)·eq \f(\r(3),2)＝mac，
ac＝eq \f(1,2)g－eq \f(\r(3)kQq,2ml2).
答案 eq \r(v2＋\r(3)gl) eq \f(1,2)g－eq \f(\r(3)kQq,2ml2)
13．如图所示，在匀强电场中沿着与电场线成60°角的方向上，将电荷量q＝－4×10－8C的点电荷由a点移到b点，ab长为20 cm.电场强度E＝5×103 V/m，则此过程电场力对电荷做的功是多少？
解析 点电荷由a到b，沿电场线移动的距离d＝eq \(ab,\s\up6(→)) cs60°＝0.1 m，
Wab＝Eqd＝5×103×4×10－8×0.1J
＝2×10－5J.
答案 2×10－5J