高二物理电势和电势差试题

高二物理电势和电势差试题
1.一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，电场力对该电荷做功为零，则（）
A．a、b两点间的场强一定相等
B．该点电荷一定沿等势面运动
C．作用于该点电荷的电场力与其运动方向总是垂直的
D．a、b两点间的电势一定相等
【答案】D
【解析】根据公式可得，即ab两点电势相等，D正确，电势相等电场不一定
相等，比如点电荷形成的等势面上，电势相等，但是电场方向不同，A错误，电场力做功和路径
无关，电荷可能是沿着等势面运动，也可能电势先升高后降低，也可能先降低后升高，所以B错误，电荷不一定沿这等势面运动，因为等势面和电场方向垂直，所以电荷受到的电场力不一定总
与其运动方向垂直，C错误
思路分析：电场力对该电荷做功为零，则根据可得ab两点电势相等，电荷可能是沿着等
势面运动，也可能电势先升高后降低，也可能先降低后升高，即电荷不一定沿着等势面运动，
试题点评：本题考查了对电场力做功的理解，关键是明白电场力做功和路径无关，可对比着重力
做功理解
2.化学变化过程中伴随着电子的得失,系统的电势能发生变化,下面有关分析正确的是（）A．中性钠原子失去电子的过程中系统的电势能增加
B．中性钠原子失去电子的过程中系统的电势能减少
C．钠离子和氯离子结合成氯化钠分子的过程中系统的电势能减少
D．氯化钠分子电离为钠离子和氯离子的过程中系统的电势能减少
【答案】AC
【解析】电子在离开原来运动的轨道需要克服原子核的吸引力，所以电场力做负功，电势能增加，A正确，B错误，异种电荷之间是吸引力作用，运动方向与吸引力方向相同，所以电场力作正功，电势能减小，C正确，氯化钠分子电离为钠离子和氯离子的过程中需要克服两离子之间的引力，
电场力做负功，电势能增加，D错误
思路分析：克服电荷间的吸引力，电场力做负功，电势能增加，异种电荷相互吸引，所以在相互
吸引运动过程中电场力做正功，电势能减小
试题点评：本题的关键是先判断出电场力做功情况，然后根据电场力做正功电势能减小，电场力
做负功电势能增加分析
3.在静电场中一电荷受到非静电力的作用下由电场线上A点移到B点，以下说法中正确的是
()
A．非静电力和电场力对电荷做功之和等于电荷电势能增加量和动能增加量之和
B．非静电力做功之和等于电荷电势能增加量和动能增加量之和
C．电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增加量
D．非静电力和电场力对电场力做功之和等于电荷动能增加量之和
【答案】BCD
【解析】电荷从A点运动到B点的过程中，根据动能定理可得，即非静电力和电场
力对电荷做功之和等于动能增加量，A错误D正确，，又因为电场力做正功电势能减小，电场力
做负功电势能增加，所以，所以，B正确，电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增加量，C正确，
思路分析：根据，分析解题
试题点评：本题考查了功能关系，关键是明白即电荷克服电场力做功等于电荷电势能的
增加量，
4.有一质量为m=3×10-9kg、电荷量q=8.5×10-14C的带电粒子受重力作用在A点自由落下，并由
B点进入两平行的金属板M、N内的电场中.已知AB="20" cm，金属板M、N的距离BC="15" cm，粒子进入电场中受电场作用，降落到N板时的速度恰好为零，如图所示.取g="10" m/s2.求M、N
之间的电势差.
【答案】1.23×105 V
【解析】从A点运动到B点过程中重力做正功，电场力做负功，粒子的初速度为零，末速度为零，所以根据动能定理可得，故代入数据可得
思路分析：从A点运动到B点过程中重力做正功，电场力做负功，粒子的初速度为零，末速度为零，可对整体运用动能定理解题
试题点评：本题考查了动能定理的运用，关键是弄清楚有那些力做功，做什么功，以及速度的始
末状态
5.如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过
该电场区域时的运动轨迹.a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此
图可作出正确判断的是（）
A．带电粒子所带电荷的性质
B．带电粒子在a、b两点的受力何处较大
C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
【答案】BCD
【解析】在不知道电场线方向时，无法判断带电粒子的电性，A错误，有运动轨迹可知带电粒子
在运动过程中受到静电力作用，在ab两点处由电场线的疏密程度可以判断带电粒子在a处受到
的电场力较大，B正确，假设粒子从a点运动到b点，由于只受电场力作用，而且力的方向与速
度方向的夹角为钝角，故电场力对粒子做负功，动能减小，电势能增大，假设粒子从b点运动到
a点同样也可以得出b处的速度小，电势能大的结果，故CD正确
思路分析：根据电场线疏密程度可判断电场力大小，根据电场力与速度方向的夹角可判断电场力
做功情况，
试题点评：带电粒子在电场力作用下做曲线运动时，受到的电场力指向曲线凹处，
6.质量为m、电荷量为q的质点,在静电力作用下以恒定的速率v沿圆弧从A点运动到B点,其速
度方向改变了θ(弧度),AB弧长为s.则A、B两点间的电势差为φ
a -φ
b
=____________,AB弧中点
的场强大小为________________.
【答案】0
【解析】因为在静电力作用下以恒定的速率v沿圆弧从A点运动到B点,，质点的速度大小没有变化，所以电场力做功为零，即，所以，过程中电场力充当向心力，粒子做圆周
运动，所以该电场为一位于圆心处的点电荷形成的电场，所以，又因为其速度方向改变
了θ(弧度),AB弧长为s.，所以，故
思路分析：带电质点在运动过程中速度大小不变，所以电场力做功为零，故根据，过
程中电场力充当向心力，粒子做圆周运动，根据公式可分析解题
试题点评：本题结合圆周运动，考查了电场力做功的应用，本题的突破口是把握运动过程中质点
的速度大小不变，即电场力做功为零，
7.如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m、带电荷量为q的有孔小球从杆上A点无初速下滑,已知qQ,AB=h,小球滑到B点时的速度为.
求:
(1)小球由A到B过程中电场力做的功;
(2)A、C两点间的电势差.
【答案】(1)mgh/2(2)mgh/2q
【解析】（1）从A到B过程中只有重力和电场力做功，小球的初速度为零，所以根据动能定理
可得，
又知道AB=h，所以重力做正功，，
故结合两式可得
（2）因为B、C为正电荷Q为圆心的某一圆上的两个点，所以BC两点的电势相等，故,因为从A点到B点的过程中电场力做功为即，所以
，解得
思路分析：从A到B过程中只有重力和电场力做功，小球的初速度为零，所以根据动能定理可得，因为B、C为正电荷Q为圆心的某一圆上的两个点，所以BC两点的电势
相等，故,
试题点评：本题综合考查了带电粒子在重力场和电场组成的复合场中的运动，根据动能定理解题
可更方便的解决问题
自A处进入场强为E、方向水平向右的匀强电场，当8.如图所示，带电粒子以竖直向上的初速v
.那么，A、B间的电势差是多大？
粒子到达图中B处时速度变成水平向右，大小为2v
【答案】
【解析】解：当粒子到达图中B处时速度变成水平向右时，竖直方向上的速度从减小到0，所
以过程中重力做负功，在竖直方向上从A点到B点的过程中，
重力做功为（1）
在水平方向上，粒子只受电场力作用，速度从0增加到，所以电场力做正功，从A点运动到B 点的过程中电场力做功为（2）
整个过程中只有电场力和重力做功，所以根据动能定理可得
，（3）
综合上述三式可得即
思路分析：粒子在竖直方向上受重力作用，做减速运动，速度从减小到0，在水平方向上受电
场力作用，速度从0增加到，然后根据动能定理分析解题
试题点评：本题考查了粒子在电场和重力场组成的复合场中的运动，是一道很经典的例题，关键
是理解粒子在水平方向和竖直方向上的运动，
9.如图所示，真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场，在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度方向与竖直方向夹角恒为37°（取sin37°=0.6，cos37°=0.8），现将该小球从电场中某点P以初速度v
竖直向上抛出，重力加速度为g，求：
（1）小球受到的电场力的大小及方向；
（2）小球从抛出至最高点的过程中，电场力所做的功；
（3）小球从P点抛出后，再次落回到与P点在同一水平面的某点Q时，小球的动能.
【答案】（1）mg，方向水平向右．（2）mv
2（3）
【解析】（1）根据题设条件可知，合外力和竖直方向夹角为37°，所以电场力大小为：
F
e
=mgtan37°=mg，电场力的方向水平向右．
故电场力为mg，方向水平向右．
（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，有：v
y =v
-gt
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a：a
x
=＝g 小球上升到最高点的时间，此过程小球沿电场方向位移：
电场力做功 W=F
x s
x
=mv
2
故小球上升到最高点的过程中，电势能减少mv
2；
（3）小球从到Q的运动的时间：t
总
＝，水平位移：
小球从到Q的过程中，由动能定理得：F
e •x＝E
K
−
由以上各式得出：E
K
＝
10.在电场中，把电荷量为4×10﹣9 C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10﹣8 J，以下说法中正确的是（）
A．电荷在B点具有的电势能是6×10﹣8 J
B．B点电势是15 V
C．电荷的电势能增加了6×10﹣8 J
D．电荷的电势能减少了6×10﹣8 J
【答案】C
【解析】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AB错误；由于电荷从A移到B的过程中是克服静电力做功6×10-8 J，故电荷电势能应该是增加了6×10-8 J，故C正确，D错误．故选C.。