电势差与电势能测试题.docx
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电势差与电势能测试题
电势差与电势能测试题
1.如图所示,Q1、Q2为两个等量同种的正点电荷,在Q1、Q2产生的电场中有M、N和O三点,其中M和O在Q1、Q2的连线上(O为连线的中点),N为过O点的垂线上的一点。
则下列说法中正确()
A.在Q1、Q2连线的中垂线上关于O点上、下对称位置的电场总是相同的
B.若O、N两点的电势差为U,O、N间的距离为d,则N点的场强为U/d
C.若将一个正点电荷分别放在M、N和O三点,则该点电荷在M点时电势能最大
D.若O、N两点的电势差为U,将一个电量为q的负点电荷从O点移到N点,则该电荷需克服电场力做功qU
2.将带电荷量为6×10﹣6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做功为3×10﹣5J,再从B点移到C点,电场力做功为1.2×10﹣5J,则()
A.电荷从A移到B,再从B到C的过程中,电势能一共减少了1.8×10﹣5J
B.电场中A、C两点电势差为﹣3V
C.若规定A点电势为零,则该电荷在B点的电势能为3×10﹣5J
D.若规定B点电势为零,C点的电势为﹣2V
3.(2016春•湖北校级月考)如图所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心的某同心圆弧上,将一个检验电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做功的大小比较()
A.WAB>WACB.WAD>WABC.WAD=WACD.WAC=WAB
4.如图所示,A、B、C是某电场中的3个等势面,其中电势差
,一带电粒子(不计重力)从A等势面进入并穿过电场,其轨迹与等势面的交点依次为a、b、c,则下列说法不正确的是()
A、若带电粒子带负电,则受到的电场力一定垂直等势面向下
B、若带电粒子带负电,则匀强电场的场强方向一定垂直等势面向上
C、粒子在穿过电场过程中,电场力做正功,电势能一定减少
D、A、B、C三个等势面的电势的关系是
5.如图是点电荷的电场线分布图,
点和
点到点电荷距离相等,下列说法正确的是
A.该点电荷是负点电荷
B.
、
两点的电场强度相同
C.
、
两点的电势差为零
D.该电场为匀强电场
6.虚线A.B.C.d表示匀强电场中的4个等势面。
两个带电粒子M、N(重力忽略不计,也不考虑两粒子间的相互作用)以平行于等势面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。
已知M是带正电的粒子,则下列说法中正确的是()
A.N一定也带正电
B.a处的电势高于b处的电势,a处的电场强度大于b处的电场强度
C.带电粒子N的动能减小,电势能增大
D.带电粒子N的动能增大,电势能减小
7.如图,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()
A.A点电势高于B点电势
B.A.B两点的电场强度相等
C.q1的电荷量小于q2的电荷量
D.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能
8.在一个匀强电场中有a、b两点,相距为d,电场强度为E,把一个电量为q的正电荷由a点移到b点时,克服电场力做功为W,下列说法正确的是()
A.该电荷在a点电势能较b点大
B.a点电势比b点电势低
C.a、b两点电势差大小一定为U=Ed
D.a、b两点电势差
9.在电场中的某点放一个试探电荷,其电荷量为q,受到的电场力为F,则该点的电场强度为E=
,下列说法正确的是()
A.若移去试探电荷,则该点的电场强度为0
B.若试探电荷的电荷量变为4q,则该点的场强变为4E
C.若放置到该点的试探电荷变为-2q,则场中该点的场强大小不变,但方向相反
D.若放置到该点的试探电荷变为-2q,则场中该点的场强大小和方向均不变
10.如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为
,
13.如图a,直线MN表示某电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的v-t图线如图b所示,设a、b两点的电势分别为
,场强大小分别为
,粒子在a、b两点的电势能分别为
,不计重力,则有
A、
B、
C、
D、
16.在电场16.如图所示,匀强电场的电场强度E=103V/m,在绝缘水平面上从A点由静止释放一质量m=1Kg电荷量q=+2×10-3C物体,在电场力的作用下物体沿水平面匀加速到B点。
已知物体与水平面的动摩擦因数为0.1,从A到B的时间为2s,(取g=10m/s2)
1
18.(10分)如图所示,光滑竖直绝缘杆与一圆周交于B.C两点,圆心固定并有电量为+Q的点电荷,一质量为m,电量为+q的环从杆上A点由静止释放.已知AB=BC=h,q< ,求A.C两点间的电势差及环达C点时的速度。 参考答案 1.CD 【解析】 试题分析: 根据等量的同种电荷的电场分布规律可知,在Q1、Q2连线的中垂线上关于O点上、下对称位置的电场总是大小相同,方向相反,选项A错误;公式 仅仅适用匀强电场,故B错误;把一个正点电荷从M移到O电场力做正功,电势能减小,即M点的电势能比O点大,从O移到N电场也做正功,电势能减小,即O点的电势能比N点大,所以该点电荷在M点时电势能最大.故C正确.若ON间的电势差为U,将一个带电量为q的负点电荷从O点移到N点,电势能增加,故克服电场力做功为qU,故D正确. 故选CD. 考点: 电场强度;电势及电势能 【名师点睛】 2.C 【解析】解: A、正电荷从A点移到B点,克服电场力做功为3×10﹣5J,电势能增加3×10﹣5J,从B点移到C点,电场力做功为1.2×10﹣5J,电势能减少1.2×10﹣5J,则电势能一共增加1.8×10﹣5J.故A错误. B、由题WAB=﹣3×10﹣5J,WBC=1.2×10﹣5J,则WAC=WAB+WBC=﹣1.8×10﹣5J,A、C两点电势差为: UAC= = V=3V,故B错误. C、正电荷从A点移到B点,电势能增加3×10﹣5J,若规定A点电势为零,则该电荷在B点的电势能为3×10﹣5J,故C正确. D、B、C间电势差为UBC= = = V=﹣2V,由UBC=φB﹣φC,φB=0,则φC=2V,故D错误. 故选: C. 【点评】电势差是电场中的电势之差,电势可以任意取,但电势差却不变,就像高度与高度差一样.电势差可正可负,所以U= 公式中做功要注意正与负,电荷量也要代入电性. 3.CD 【解析】解: 据题知,B、C、D都在以Q为圆心的同一圆周上,而此圆周是一个等势线,各点的电势相等,则A与B、C、D三点的电势差U相等,电场力做功公式W=qU分析电场力做功相等.即有WAB=WAC=WAD.故AB错误,CD正确. 故选: CD 【点评】本题一方面要知道以点电荷Q为圆心的圆是一个等势面;二要知道电场力做功与路径无关,只与初末位置的电势差有关. 【答案】D 【解析】 试题分析: 电场强度的方向一定与等势面垂直,且粒子所受的合力方向一定指向轨迹的凹测,所以若带电粒子带负电,则匀强电场的场强方向一定是垂直等势面向上,故选项AB正确;因为 ,所以有 ,选项D错误;速度与电场力方向的夹角小于 ,所以电场力做正功,电势能一定减小,选项C正确。 考点: 电势、等势面 【名师点睛】根据等势面的特点,可以判定电场线的特点;根据轨迹弯曲的方向,可以判定出带电粒子受力的方向是解决该题的关键。 5.C 【解析】 试题分析: 根据电场线从正电荷或无穷远出发,到负电荷或无穷远终止,可知该点电荷带正电,故A错误.根据 知,a点和b点电场强度的大小相等,但方不同,所以电场强度不同,故B错误.a、b两点位于同一等势面上,电势相等,则a、b两点电势差为零,故C正确.该电场中电场强度不是处处相同,所以不是匀强电场,故D错误.故选C. 考点: 点电荷电场;电场强度及电势 【名师点睛】此题考查了点电荷电场;熟悉正、负点电荷,等量同种、等量异种电荷周围电场分布情况往往是解题关键.要知道电场强度是矢量,只有场强的大小和方向都相同时场强才相同。 6.D 【解析】 试题分析: 电场线与等势面垂直,所以电场沿水平方向,从正电荷M的轨迹MPN可知,电场力水平向右,故电场的方向水平向右。 N电荷受电场力方向指向其轨迹内侧,故受电场力水平向左,故N带负电,A错;电场线水平向右,沿电场线电势降低,所以a的等势面高于等势面b,匀强电场中,场强处处相等,B错;电场力对N做正功,其电势能减小,动能增加,C错,D对。 考点: 等势面、电势、电势能。 【名师点睛】电场线、电场强度、电势、等势面之间的关系 1.电场线与电场强度的关系: 电场线越密的地方表示电场强度越大,电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向. 2.电场线与等势面的关系: 电场线与等势面垂直,并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面. 3.电场强度数值与电势数值无直接关系: 电场强度大(或小)的地方电势不一定大(或小),零电势可人为选取,而电场强度是否为零则由电场本身决定. 7.C 【解析】 试题分析: 由题可知,将两个带正电的试探电荷q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功,则知Q与两个试探电荷之间存在引力,说明Q带负电,电场线方向从无穷远处指向Q,则A点电势低于B点电势,A错误;由点电荷场强公式: 分析可知,A点的场强大于B点的场强,B错误;由图分析可知: A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差,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,根据电场力做功公式: ,得知,q1的电荷量小于q2的电荷量,C正确;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,两个试探电荷电势能的变化量相等,无穷远处电势能为零,则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能,D错误;故选C。 考点: 等势面;电势;电势能. 【名师点睛】本题根据电场力做功与电势能变化的关系分析电势能的大小,根据公式 分析分析场强的大小等等,都是常用的思路 8.B 【解析】 试题分析: 在匀强电场中,把一个正电荷由a点移到b点,克服电场力做功,电势能增加,故b点的电势能大于a点的电势能,A错;正电荷在电势高的地方电势能大,故b点的电势高,B对;公式 中的d,指的是沿电场方向的距离,本题中ab间距不一定沿电场方向,故C错;a、b两点的电势差为: ,D错。 考点: 电场力做功、电势、电势能。 【名师点睛】1.电势高低常用的两种判断方法: (1)依据电场线的方向―→沿电场线方向电势逐渐降低 (2)依据UAB= ―→UAB>0,φA>φB,UAB<0,φA<φB. 2.电势能增、减的判断方法 (1)做功判断法―→电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加 (2)公式法―→由Ep=qφp,将q、φp的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大电势能越大,Ep的负值越小,电势能越大 (3)能量守恒法―→在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小,反之,电势能增加 (4)电荷电势法―→正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大。 9.D 【解析】 试题分析: 电场强度取决与电场本身,与放不放试探电荷、放入的试探电荷的电性、电荷量均无关,故D对。 考点: 电场场强。 【名师点睛】对电场强度的进一步理解 (1)电场强度是从力的角度反映电场本身性质的物理量,其大小、方向是由电场本身决定的. (2)E与试探电荷的正、负以及是否放入无关. (3)电场强度的叠加满足平行四边形定则. (4)电场强度的方向 ①沿电场线的切线方向 ②与正电荷在电场中的受力方向相同 (5)定义式―→E= 决定式―→E=k
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