2018-2019学年物理同步人教版选修3-1学案:第一章 第4节 电势能和电势 Word版含解析 下载本文

力恒定, 故粒子作匀变速运动, 故D错误。

2.[多选]如图所示, 实线表示一簇关于x轴对称的等势面, 在轴上有A、B两点, 则( )

A.A点场强小于B点场强 B.A点场强方向指向x轴负方向 C.A点场强大于B点场强 D.A点电势高于B点电势

解析:选AD 由于电场线与等势面总是垂直, 所以B点电场线比A点密, B点场强大于A点场强, 故A正确、C

错误。电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面, 故B错误、D正确。 3.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.粒子在电场中运动过程动能不断减少

解析:选D 由于不能确定电场线方向, 故不能确定粒子带负电, A、C错误;等势面互相平行, 故一定是匀强电场, B错误;粒子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, D正确。

1.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点的电场强度一定比a点大 B.电场线方向一定从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:选C 电场力做负功, 该电荷电势能增加。正电荷在电势高处电势能较大, C正确。电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用, 总功不一定为负。由动能定理可知, 动能不一定减小, D错。电势高低与场强大小无必然联系, A错。b点电势高于a点, 但a、b可能不在同一条电场线上, B错。

2.(2016·全国卷Ⅲ)关于静电场的等势面, 下列说法正确的是( ) A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等

D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面, 电场力做正功 解析:选B 在静电场中, 两个电势不同的等势面不会相交, 选项A错误;电场线与等势面一定相互垂直, 选项B正确;同一等势面上的电场强度可能相等, 也可能不相等, 选项C错误;电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面, 移动负试探电荷时, 电场力做负功, 选项D错误。

3.如图所示, 实线是某电场中的一条电场线, 虚线是该电场中的两条等势线, 由图可以得出的正确结论是( )

A.M点的电势一定低于N点的电势 B.M点的场强一定小于N点的场强

C.由M点向N点移动电荷时, 电势能的改变量与零电势的选取无关

D.某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关 解析:选C 沿着电场线方向电势逐渐降低, 可知M点的电势大于N点的电势, A错误;根据电场线与等势面垂直, 可以作出如图所示电场线, 可得EM>EN, B错误;M、N两点的电势能之差与零电势的选取无关, C正确;而Ep=qφ, 所以电势能的大小与零电势的选取有关, D错误。

4.在电场中, 把电荷量为4×109 C的正点电荷从A点移到B点, 克服静电力做功6×108 J, 以下说法中正确的是( )

A.电荷在B点具有的电势能是6×108 J B.B点电势是15 V

C.电荷的电势能增加了6×108 J D.电荷的电势能减少了6×108 J

解析:选C 电荷在电场中某点的电势能具有相对性, 只有确定了零势点, B点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值, 故A、B错误;由于电荷从A移到B的过程中克服静电力做功6×108 J, 故电荷电势能应该增加了6×108 J, 故C正确, D错误。

5.[多选]如图甲所示, AB是电场中的一条直线, 电子以某一初速度从A点出发, 仅在电场力作用下沿AB运动到B点, 其v -t图像如图乙所示。关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB的关系, 下列判断正确的是( )

--

A.EA>EB C.φA>φB

B.EA<EB D.φA<φB

解析:选AC 由v -t图像可知:电子做的是加速度越来越小的变减速运动, 电子受到的电场力就是其所受的合外力, 即电场力越来越小, 由F=Eq可知, 电场强度越来越小, 即EA>EB, A选项正确;由于电子带负电, 其所受的电场力方向与场强方向相反, 则电场强度的方向应为由A指向B, 由沿电场线方向电势越来越低, 可得φA>φB, C选项正确。

6.如图虚线表示某点电荷电场中的等势面, 一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的轨迹如图中实线所示。粒子在A、B点的加速度大小分别为aA、aB, 电势能分别为EA、EB, 下列判断正确的是( )

A.aA>aB, EA>EB B.aA>aB, EA<EB C.aA<aB, EA>EB D.aA<aB, EA<EB

解析:选D 根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力, 从外向内, 电势降低, 所以该电场是负的点电荷产生的电场, 则粒子带负电;根据U=Ed知, 等差等势面越密的位置场强越大, B处等差等势面较密集, 则场强大, 带电粒子所受的电场力大, 加速度也大, 即aA<aB, 从A到B, 电场线对带电粒子做负功, 电势能增加, 则知B点电势能大, 即EA<EB;故D正确, A、B、C错误。

7.如图所示匀强电场E的区域内, 在O点处放置一点电荷+Q。a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点, aecf平面与电场平行, bedf平面与电场垂直, 则下列说法中正确的是( )

A.b、d两点的电场强度相同 B.a点的电势等于f点的电势

C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时, 电场力一定做功

D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动, 从a点移动到c点电势能的变化量一定最大

解析:选D b、d两点的场强为+Q产生的电场与匀强电场E的合场强, 由对称性可知, 其大小相等、方向不同, A错误;a、f两点虽在+Q的同一等势面上, 但在匀强电场E