电势电势能练习题
电势与电势能专项练习题
电势与电势能专项练习题一、电场力的功1、特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置有关。
2、计算方法(1)由公式W=qEd(d为电荷初末位置在电场方向上的位移)(2)由公式(为电荷初末位置AB间电势差,注意下标的使用)(3)由电场力做功和电势能的变化的关系:分别是电荷电场中A、B两点的电势能)(4)由动能定理:二、电势能1.电势能:电荷在电场中由其相对位置决定的能(类似重力势能)2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点通常选大地或无限远处过程中电场力做的功。
EPA=WA电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加;电场力不做功,电势能不变。
3.比较电势能的大小(1)场电荷判断法①离场正电荷越近,检验正电荷的电势能越大;检验负电荷的电势能越小.②离场负电荷越近,检验正电荷的电势能越小;检验负电荷的电势能越大.(2)电场线法①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大.②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小.(3)做功判断法无论正、负电荷,电场力做正功,电荷从电势能较大的’地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.三、电势1.定义:EPA为试探电荷在该点A的电势能,q为电荷量,可以带符号运算。
2.单位:伏特V,1V=1J/C3.电势是标量,有正负,但没有方向。
规定大地或无限远电势为零。
4.物理意义:描述电场能的特性,由场源电荷量和相对位置来决定,与是否放试探电荷无关。
5.电势高低判断的三种方法1根据公式计算:,带符号代入运算。
2沿着电场线的方向电势是降低的,逆着电场线方向电势是升高的。
3将WAB和q带符号代入,根据UAB的正负判断A、B两点电势的高低,UAB=?A-?B。
若UAB0,则?A?B;若UAB=0,则?A=?B;若UAB0则?A?B。
电势能和电势练习题
电势能和电势练习题一、选择题A. 电势能是电荷在电场中由于位置不同而具有的能量B. 电势能的大小与电荷量成正比C. 电势能的大小与电荷间的距离成反比D. 电势能总是大于零A. 电势是描述电场中某点电势高低的物理量B. 电势的单位是伏特(V)C. 电势与电荷量成正比D. 电势是标量,没有方向3. 在电场中,正电荷从高电势处移动到低电势处,下列说法正确的是:A. 电势能减小B. 电势能增大C. 电势不变D. 电势增加二、填空题1. 电势能是电荷在电场中由于__________而具有的能量。
2. 电势是描述电场中__________的物理量,其单位是__________。
3. 在电场中,正电荷从高电势处移动到低电势处,电势能__________。
三、计算题1. 一个电荷量为2C的正电荷在电场中某点的电势为20V,求该电荷在该点的电势能。
2. 一个电荷量为3C的负电荷在电场中从电势为10V的点移动到电势为5V的点,求电势能的变化。
3. 两个点电荷,电荷量分别为5C和2C,它们之间的距离为0.5m,求它们之间的电势能。
四、判断题1. 电势能总是随着电荷在电场中的位置变化而变化。
()2. 电势能的大小与电荷间的距离无关。
()3. 在电场中,负电荷从高电势处移动到低电势处,电势能减小。
()五、简答题1. 简述电势能和电势的关系。
2. 在电场中,电荷从高电势处移动到低电势处,电势能如何变化?为什么?3. 电势能和电势的单位分别是什么?它们之间有什么联系?六、应用题1. 一个均匀电场中,电场强度为E=200 V/m,一个带电粒子在电场中从A点移动到B点,两点间的距离为d=0.4 m。
若粒子是正电荷,电荷量为q=4 μC,求粒子在A点和B点的电势能差。
2. 在一个电势为φ=50 V的区域内,有两个点电荷,电荷量分别为q1=10 nC和q2=5 nC,它们之间的距离为r=0.2 m。
计算这两个电荷在该区域的电势能之和。
电势能和电势练习题
电势能和电势练习题§4电势能和电势【典型例题】【例1】在静电场中,下列说法中错误的是:()电场强度为零的点,电势也一定为零电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等只在电场力作用下,正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动沿着电场线方向电势一定越来越低【解析】电场强度和电势是从不同的角度描述电场性质的两个物理量,前者从力的角度,后者从能量的角度,两者之间没有直接的对于关系。
在等量同种电荷形成的电场中,它们连线的中点电场强度为零,但电势却不为零;匀强电场的场强处处相等,而沿着电场线方向电势却在不断降低;正电荷在电场中的移动方向还和它的初速度方向有关,如果初速度是逆着电场线方向的,那么它移动的开始阶段从低电势向高电势。
电场线的方向是电势的降落的方向。
综上所述:A、B、C中的表述都是错误的。
【答案】A、B、C【例2】如图所示,a、b为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点在a由静止释放,沿电场线方向向上运动,到b点速度恰好为零,下列说法中正确的是:()A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B、a点电势比b点的电势高C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D、a点的电场强度比b点的电场强度大【解析】带电质点在a点,由静止释放向上运动,说明电场力向上,且应满足Eaq>mg,而又静止于b点,说明电场力仍向上,用Ebq=mg,选项A、D 正确,因不知质点的带电性质,故无法确定a、b 两点的电势高低,选项B错误,a到b的运动过程中,电场力和重力做功,由动能定理可知,W电+W重=0,因为W重为负值,故W电必为正值,而电场力做正功,电势能减小,即b点的电势能小于a点电势能,选项C错误。
【例3】如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷Q,A、B是细杆上的两点,点A与Q、点B与的连线与杆的夹角均为 =37°。
一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下,通过A 点时加速度为零,速度为3m/s ,取g=10m/s 2,求小球下落到B 点时的加速度和速度的大小。
第4节_电势能和电势练习题
第4节电势能和电势练习题1.将一个电荷量为q=+1.0×10-8C的点电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.0×10-8J,现将该电荷从A点移到B点,电场力做功7.0×10-8J。
试求电荷在A、B两点的电势能。
(取无穷远处为零电势能点)2.有一带电量q=-3×10-6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10-4J,从B点移到C点时电场力做功9×10-4J.问:(1)以B为零势能点,电荷在A 点时的电势能E PA1是多少?(2)如选取C点的电势能为零,则电荷在A点时的电势能E PA2又是多少?3.把一试探电荷q=10-10C放入某一电场中A点,具有电势能为10-8J,把此电荷从A点移动到无限远处,电场力做功等于______J.若在该点放入另一电荷q=-10-10C,则把此电荷从A点移动到无限远处,电场力做功等于______J。
4.两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()A.静电力做正功,电势能增加B.静电力做负功,电势能增加C.静电力做负功,电势能减少D.静电力做正功,电势能减少5.下列关于电荷的电势能的说法正确的是()A.电荷在电场强度大的地方,电势能一定大B.电荷在电场强度为零的地方,电势能一定为零C.只在静电力的作用下,电荷的电势能一定减少D.只在静电力的作用下,电荷的电势能可能增加,也可能减少6.如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+ q和-q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是( ) A.放上+q时,它们的电势能E A>E B>E CB.放上+q时,它们的电势能E A<E B<E CC.放上-q时,它们的电势能E A>E B>E CD.放上-q时,它们的电势能E A<E B<E C7.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()A.电场强度大的地方电势一定高B.电势为零的地方场强也一定为零C.场强为零的地方电势也一定为零D.场强大小相同的点电势不一定相同8.有一电场的电场线如图所示,电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示,则()A.E A>E B,φA>φB B.E A>E B,φA<φBC.E A<E B,φA>φB D.E A<E B,φA<φB9.如图所示电场中A、B两点,则下列说法正确的是()A.电势φA>φB,场强E A>E B B.电势φA>φB,场强E A<E BC.将电荷+q从A点移到B点静电力做了正功D.将电荷-q分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B10.如图所示,O为两个等量异种电荷连线的中点,P为连线中垂线上的一点,比较O、P两点的电势和场强大小()A.φO=φP,E O>E P B.φO=φP,E O=E PC.φO>φP,E O=E P D.φO=φP,E O<E P11.在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是()A.电场强度B.同一电荷所受电场力C.电势D.同一电荷具有的电势能12.下述说法正确的是()A.在同一等势面上移动电荷,电场力不作功B.等势面上各点场强大小一定相等C.电场中电势高处,电荷的电势能就大D.电场强度大处,电荷的电势能就大13关于等势面下列说法正确的是( )A.等势面与电场线处处垂直B.同一等势面上的各点场强大小必定相等C.电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直,并指向电势升高的方向D.电荷从电场中一点移到另一点,电场力没做功,电荷必在同一等势面上移动14.在图中虚线表示某一电场的等势面,现在用外力将负点电荷q从a点沿直线aOb匀速移动到b,图中cd为O点等势面的切线,则当电荷通过O点时外力的方向()A.平行于ab B.平行于cdC.垂直于ab D.垂直于cd15.电场线与等势面分布。
静电场中电势能、电势练习(有答案)
电势能、电势一、单选题1.电场中等势面如图所示,下列关于该电场描述正确的是( B )A .A 点的电场强度比C 点的小B .电荷沿等势面AB 移动的过程中,电场力始终不做功C .负电荷在A 点的电势能比在C 点的电势能大D .正电荷由A 移动到C ,电场力做负功2.匀强电场中有A 、B 、C 、D 四点恰好位于一正方形的四个顶点上,如图所示。
已知该匀强电场的方向与A 、B 、C 、D 四点构成的平面平行,A 、B 、D 三点的电势分别为φA =1V ,φB =4V ,φD =-1V ,则C 点的电势为( B )A .3VB .2VC .-4VD .-3V 3.如图所示,M 、N 为两个等量同种点电荷,在其连线的中垂线上的P 点放一静止的点电荷q (负电荷),不计重力,下列说法中正确的是( B )A .点电荷在P 点受力方向沿OP 连线向上B .点电荷运动到O 点时加速度为零,O 点的电势大于零C .O 点电场强度和电势都为0D .点电荷在从P 到O 的过程中,加速度越来越大4.如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有A 、B 、C 三点,A 点为两点电荷连线的中点,B 点为连线上距A 点距离为d 的一点,C 为连线中垂线距A 点距离也为d 的一点,则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是( B )A .A CB E E E =>,AC B ϕϕϕ==B .B AC E E E >>,A C B ϕϕϕ=>C .A B E E <,A C E E <,A B ϕϕ>,A C ϕϕ>D .因为零电势点未规定,所以无法判断电势的高低5.如图所示,实线为一正点电荷的电场线,虚线为其等势面.A 、B 是同一等势面上的两点,C 为另一等势面上的一点,下列判断正确的是( C )A .A 点场强与B 点场强相同B .C 点电势高于B 点电势C .将电子从A 点沿虚线移到B 点,电场力不做功D .将质子从A 点移到C 点,其电势能增加6.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。
电势能与电势习题(附答案)
1、在静电场中,下列说法正确的是()A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C.电场强度的方向总是跟等势面垂直的D.沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的2、关于电势与电势能的说法,正确的是( )A.电荷在电势越高的地方,电势能也越大B.电荷在电势越高的地方,它的电荷量越大,所具有的电势能也越大C.在正点电荷的电场中任一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负点电荷的电场中任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能3.关于静电场,下列说法正确的是()A.电势等于零的物体一定不带电B.电场强度为零的点,电势一定为零C.同一电场线上的各点,电势一定相等D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加4. 关于同一电场的电场线,下列表述正确的是()A.电场线是客观存在的B.电场线越密,电场强度越小C.沿着电场线方向,电势越来越低D.电荷在沿电场线方向移动时,电势能减小5、有关等势面的说法中正确的有()A、等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直.B、电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面,两个不同的等势面永远不会相交.C、两个等势面间的电势差是相等的,但在非匀强电场中.两个等势面间的距离并不恒定,场强大的地方.两等势面间的距离小,场强小的地方,两个等势面间的距离大。
D、在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功.6、电场中有A、B两点,把电荷从A点移到B点的过程中,电场力对电荷做正功,则()A.电荷的电势能减少B.电荷的电势能增加C.A点的场强比B点的场强大D.A点的场强比B点的场强小7、外力克服电场力对电荷做功时( )A.电荷的运动动能一定增大B.电荷的运动动能一定减小C.电荷一定从电势能大处移到电势能小处D.电荷可能从电势能小处移到电势能大处8.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aC .b 点的电势一定比a 点高D .该电荷的动能一定减小9.如题9图,带正电的点电荷固定于Q 点,电子在库仑力作用下,做以O 为焦点的椭圆运动。
4电势能和电势练习题
4电势能和电势一、单项选择题1.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,则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 JB.B点的电势是15 VC.电荷的电势能增加了6×10-8 JD.电荷的电势能减少了6×10-8 J2.电场中有A、B两点,A点的电势φA=30 V,B点的电势φB=10 V,一个电子仅在该电场作用下由A点运动到B点的过程中,下面几种说法正确的是() A.电场力对电子做功20 eV,电子的电势能减少了20 eVB.电子克服电场力做功20 eV,电子的动能增加了20 eVC.电场力对电子做功20 eV,电子的电势能和动能之和增加了20 eVD.电子克服电场力做功20 eV,电子的电势能增加了20 eV,动能和电势能之和不变3.如图K1-4-1所示,在矩形ABCD的AD边和BC边中点M和N各放一个点电荷,它们带等量正、负电荷.E、F分别是AB边和CD边的中点,P、Q两点在MN连线上,MP=QN,则电场强度和电势都相同的两点是()图K1-4-1A.E和FB.P和QC.A和BD.C和D4.关于等势面,下列说法正确的是()A.等势面与电场线处处垂直B.同一等势面上的各点场强大小必定相等C.电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直,并指向电势升高的方向D.电荷从电场中一点移到另一点,电场力不做功,电荷必在同一等势面上移动二、双项选择题5.如图K1-4-2所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上,关于它们所具有的电势能的正确说法是()图K1-4-2A.放上+q时,它们的电势能E pA>E pB>E pCB.放上+q时,它们的电势能E pA<E pB<E pCC.放上-q时,它们的电势能E pA>E pB>E pCD.放上-q时,它们的电势能E pA<E pB<E pC6.在电场中,A点的电势高于B点的电势,则()A.把负电荷从A点移到B点,电场力做负功B.把负电荷从A点移到B点,电场力做正功C.把正电荷从A点移到B点,电场力做负功D.把正电荷从A点移到B点,电场力做正功7.在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是()A.电场强度B.同一电荷所受电场力C.电势D.同一电荷具有的电势能8.某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图K1-4-3中实线所示),图中未标明方向的一组虚线是电场线,则下列说法正确的是()图K1-4-3A.电子在a点动能较小B.电子在b点动能较小C.a点的场强大于b点的场强D.a点电势低于b点电势9.某电场的电场线分布如图K1-4-4所示,以下说法正确的是()图K1-4-4A.c点场强大于b点场强B.a点电势高于b点电势C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电势能减少三、非选择题10.有一带负电的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10-4 J;从B点移到C点,电场力对其做功9×10-4 J.问:(1)若以A为零势能点,B、C两点的电势能各为多少?A、C间的电势能之差为多少?(2)若以B为零势能点,A、C两点的电势能各为多少?A、C间的电势能之差为多少?11.如图K1-4-5所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷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的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑,已知q≪Q,AB=h,小球滑到B点时速度大小为3gh,则小球从A运动到B的过程中,电场力做多少功?若取A点电势为零,C点电势是多大?图K1-4-512.如图K1-4-6所示,在场强E=104 N/C的水平匀强电场中,有一根长l=15 cm 的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3 g、电荷量q=2×10-6 C的带正电小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,取g=10 m/s2.求:(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少?(2)若取A点电势为零,则小球在B点的电势能、电势分别为多大?(3)小球到B点时速度为多大?绳子张力为多大?4电势能和电势1.C解析:电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定零势能点,该点的电势、电势能才有确定的值,所以A、B错.克服静电力做功6×10-8 J,则电势能增加6×10-8 J,所以C对D错.2.D解析:W AB=E pA-E pB=qφA-qφB=-e×30 V-(-e×10 V)=-20 eV,即电子克服电场力做功20 eV,电势能增加20 eV,故A错.由能量守恒可知,动能减少20 eV,故D对,B、C错.3.A解析:由两等量异种点电荷形成的电场的特点知E、F两点的电场强度和电势都相同;P、Q两点的电场强度相同,但P点的电势比Q点的高;A、B两点的电场强度的大小相等,但方向不同,A点的电势为正,B点的电势为负,A点的电势高于B点,C、D两点情况与A、B两点相同.4.A 5.AD 6.AD7.CD8.BC解析:由电子的运动轨迹可知,电场线方向应向右,沿电场线方向电势降低,a点电势高于b点电势,选项D错误;电子从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,动能减少,即a点动能大于b点动能,A错误、B正确.电场线的疏密表示场强的强弱,电场线密的地方场强大,可知选项C正确.9.BD解析:根据电场线疏密表示电场强度大小可知c点场强小于b点场强,A错误;根据沿电场线方向电势降低可知a点电势高于b点电势,B正确;若将一试探电荷+q由a 点释放,因受力方向沿电场方向(电场线切线),它不能沿电场线运动到b点,C错误;若在d点再固定一点电荷-Q,电场叠加后a点电势仍然高于b点,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,因电势降低,所以电势能减少,D正确.10.解:(1)从A点移到B点,克服电场力做功6×10-4J,电势能增加6×10-4J,由于A点的电势能为零,故B点电势能为6×10-4 J.从B点移到C点,电场力做功9×10-4 J,电势能减少9×10-4 J,故C点电势能为-3×10-4 J.由于A点为零势能点,故A、C间的电势能之差为3×10-4 J.(2)以B点为零势能点,电荷从A点移到B点,电势能增加6×10-4 J后电势能变为零,故A点电势能为-6×10-4 J.从B 点移到C 点,电势能减少9×10-4 J ,故C 点电势能为-9×10-4J.A 、C 间的电势能之差为3×10-4 J.11.解:设小球从A 运动到B 的过程中,电场力做功为W ,从A 到B ,由动能定理得mgh +W =12mv 2B故W =12mgh.由于A 点电势为零,所以在A 点电势能为零,故在B 点电势能E pB =-W =-12mgh ,所以B 点电势φB =E pB -q =-12mgh -q=mgh2q ,由于点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面,所以B 、C 两点电势相等,即φC =φB =mgh2q.12.解:(1)小球由A 到B 的过程中,重力做功W G =mgl =4.5×10-3 J ,故重力势能减少4.5×10-3 J ;电场力做功W 电=-Eql =-3×10-3 J ,故电势能增加3×10-3 J.(2)因ΔE p =E pB -E pA =E pB ,故E pB =3×10-3 J ;由φB =E pB q 得φB =1.5×103 V .(3)由W G +W 电=12mv 2B 得v B =1 m/s ;由F -mg =m v 2B l 得F =mg +m v 2B l=5×10-2 N.。
电势和电势能练习题(有答案)
电势能和电势练习题1.两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电势φ随位置x变化规律的是图( A )2.电场线分布如图所示,电场中a,b两点的电场强度大小分别为已知Ea和Eb,电势分别为φa和φb,则( B )A.Ea>Eb,φa<φbB.Ea<Eb,φa>φbC.Ea<Eb,φa<φbD.Ea>Eb,φa>φb3.如图所示,在电场强度为E的匀强电场中,将电荷量为+q的点电荷从电场中A点经B点移动到C点,其中AB⊥BC,AB=4d,BC=3d,则此过程中静电力所做的功为( C )A.2qEdB.3qEdC.4qEdD.5qEd4.图甲中AB是某电场中的一条电场线。
若将一负电荷从A点处由静止释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示。
关于A、B两点的电势高低和场强大小关系,下列说法中正确的是( C )A.φA>φB,EA>EBB.φA>φB,EA<EBC.φA<φB,EA>EBD.φA<φB,EA<EB5.某区域的电场线分布如图所示,一带电粒子仅在电场力作用下,沿图中虚线所示的轨迹从A点运动到B点。
下列说法正确的是( D )A.粒子带正电B.粒子在A点的加速度小于在B点的加速度D.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能C.粒子在A点的速率大于在B点的速率6.如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速度为零的电子,电子仅受静电力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图乙所示,设A、B两点的电场强度分别为EA、EB,电势分别为φA、φB,则下列说法正确的是( D )A.EA=EB φA>φBB.EA<EB φA=φBC.EA>EB φA=φBD.EA=EB φA<φB7.如图所示实线为电场某区域的电场线分布情况示意图,由图可知( C )A.一个负电荷在A点受到电场力小于在B点受到的电场力B.A点电势低于B点电势C.一个负电荷由A点移动到B点,克服电场力做功D.一个正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能8.如图所示,水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,一带电滑块以Ek0=40J的初动能从斜面底端a冲上斜面,到顶端b后返回。
电势能和电势-典型例题
1.4电势能和电势【例1】如图8-10所示,当带电体A 靠近一个绝缘导体B 时,由于静电感应,B 两端感应出等量异种电荷。
将B 的左端接地,绝缘导体B 带何种电荷?【例2】如图8-1所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a 处运动到b 处,以下判断正确的是[ ]A .电荷从a 到b 加速度减小B .b 处电势能大C .b 处电势高D .电荷在b 处速度小【例3】将一电量为6210q c -=⨯的点电荷从电场外一点P 移至电场中某点A, 电场力做功 5410J -⨯,求A 点的电势.【例4】在静电场中,下列说法中错误的是:( )A 、 电场强度为零的点,电势也一定为零B 、 电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等C 、 只在电场力作用下,正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动D 、 沿着电场线方向电势一定越来越低【例5】如图所示,a、b为竖直方向上的电场线上的两点,一带电质点在a由静止释放,沿电场线方向向上运动,到b点速度恰好为零,下列说法中正确的是:()A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B、a点电势比b点的电势高C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D、a点的电场强度比b点的电场强度大【例6】如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,细杆右侧距杆0.3m 处有一固定的点电荷Q ,A 、B 是细杆上的两点,点A 与Q 、点B 与Q 的连线与杆的夹角均为α=37°。
一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下,通过A 点时加速度为零,速度为3m/s ,取g=10m/s 2,求小球下落到B 点时的加速度和速度的大小。
答案:20m/s 2,5m/s【解析】求小球至B 的加速度,从受力分析出发,探求小球在A 、B 两点的受力情况,从而确定加速度的关系。
在A 处,小球受力如图所示,由题意可知:K ·0cos 2=-mg rQq α……⑴ 在B 处,小球受力如图所示,由题意可知: K ·ma mg r Qq =+αcos 2……⑵ 由⑴、⑵得a=2g=20m/s 2小球从A 到B 受到的合力为变力,故不宜用牛顿定律和运动学公式求解,抓住A 、B 处在等势面上由A 到B 电场力做功为零这个特点,用动能定理求解。
电势、电势差、电势能经典练习(含答案)
电势电势差电势能一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.在静电场中,让质子逆着电场线的方向由A点移到B点,如图所示,则:()A.电场力做正功,A点电势高于B点B.电场力做正功,A点电势低于B点C.电场力做负功,A点电势高于B点D.电场力做负功,A点电势低于B点【答案】D2.关于场强和电势,下列正确的是:()A.在电场中a、b两点间移动电荷,电场力做总功为零,则电荷一定在等势面上移动B.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低C.两个等量同种电荷的电场,从两电荷连线中点沿连线中垂线向外,电势越来越低,场强方向均相同,场强大小在减小D.两个等量异种电荷的电场中,从两电荷连线中点沿连线中垂线向外,电势均相等,场强方向均相同,场强大小在减小【答案】D3.如图是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,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电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子:()A.在a、b两点加速度的大小B.电性与场源电荷的电性相同C.在a、b两点时速度大小va < vbD.在a、b两点的电势能Ea >Eb【答案】A4.a、b两个带电小球的质量均为m,所带电荷量分别为+q和-q,两球间用绝缘细线连接,a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在的空间有方向斜向下的匀强电场,电场强度为E,平衡时细线都被拉紧,则平衡时可能位置是:()【答案】A5.某静电场的电场线分布如图所示,图中P 、Q 两点的电场强度大小分别为E P 和E Q ,电势分别为φP 和 φQ ,则:( )A. E P >E Q ,φP >φQB. E P >E Q ,φP <φQC. E P <E Q ,φP >φQD. E P <E Q ,φP <φQ 【答案】A6.如图所示,在匀强电场中有a 、b 、c 、d 四点,它们处于同一圆周上,且ac 、bd 分别是圆的直径,已知abc 三点的电势分别为ϕa =9V ,ϕb =15V ,ϕc =18V ,则d 点的电势为:( )A .4VB .8VC .12VD .16V 【答案】C7.如图所示, 虚线表示某电场的等势面, 一带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B 点的径迹如图中实线所示。
电势能和电势练习题
电势能和电势练习题一、选择题1. 电势能是描述电荷在电场中所具有的能量,以下哪种情况电荷的电势能最小?A. 电荷在无穷远处B. 电荷在电场的负极C. 电荷在电场的正极D. 电荷在电场的零势能面2. 电势是一个标量,其单位是:A. 牛顿B. 焦耳/库仑C. 伏特D. 库仑3. 电势差UAB表示从点A到点B的电势变化,以下哪个公式正确表示电势差?A. UAB = q / (A - B)B. UAB = q * (A - B)C. UAB = (A - B) / qD. UAB = (B - A) / q4. 电场力做正功时,电荷的电势能将:A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少5. 一个点电荷Q产生的电场中,距离为r的点的电势与点电荷的关系是:A. 电势与点电荷成正比B. 电势与点电荷成反比C. 电势与点电荷无关D. 电势与点电荷的平方成正比二、填空题6. 电势能E_p = qφ,其中q是电荷量,φ是________。
7. 电场中某点的电势由零势能面的选择而决定,电势的单位是________。
8. 在匀强电场中,两点间的电势差与这两点沿电场线方向的距离成正比,比例系数是该点的________。
9. 一个电荷量为+2μC的点电荷在电场中某点的电势为100V,该点电荷在该点的电势能是________焦耳。
10. 若将一个电荷量为-3μC的点电荷从电场中的A点移动到B点,电场力做了-9×10^-4焦耳的功,则A、B两点间的电势差为________伏特。
三、计算题11. 一个正点电荷Q放置在x轴上,坐标为x=0,求x轴上x=r处的电势。
假设无穷远处电势为零。
12. 假设有一个均匀带电球面,其半径为R,总电荷量为Q。
求球面上任意一点P的电势。
13. 一个电子从电场中的A点移动到B点,电子的电荷量为-e,A点的电势为φ_A,B点的电势为φ_B。
如果电子从A点到B点的过程中电场力做了W的工作,请计算A、B两点间的电势差。
(完整版)电势、电势能练习及答案(提高版)
电势、电势能选择题1、下列说法正确的是()A.电势差与电势一样,是相对量,与零点的选取有关B.电势差是一个标量,但是有正值或负值之分C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关只跟这两点的位置有关D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势面的不同而改变,所以U B=CB A2、关于电势与电势能的说法中正确的有()A.在电场中,电势越高的地方,电荷在那一点具有的电势能就越大B.在电场中某一点,若放入的电荷电量越大,它所具有的电势能越大C•在正的点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负的点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能3、关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是()A.电势差是关量,电场力做的功是标量B•在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,贝U两点间的电势差越大D.在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零4、如图所示,a、b、c是某电场中一条电场线上的三个点,电场方向由a指向c,b恰在a、c的正中间,a、b、c三点的电势和场强分- ;-别用A、B、c和E a、E b、E c表示,则下列关系=正确的是()A.a b cB.E a E b E cC.D.E a E b E ca b b c5、如图所示,A B为两等量异种点电荷,A带正电,B带负电,在AB的连线上有a、b、c三点,b为连线的中点,ab=bc,则()A.a点与c点的电场强度相同B.a点与c点的电势相同C. a、b间的电势差与b、c间的电势差相等D.点电荷q沿A B连线的中垂线移动,电场力不做功6如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是(A .电势A B,场强E A E BB.电势A B,场强E A E BC•将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有电势能A B7、如图所示,M N两点分别放置两个等量种异电荷,A为它们连线的中点,B 为连线上靠近N的一点,C为连线中垂线上处于A点上方的一点,在A B、C三点中()A.场强最小的点是A点,电势最高的点是B点B.场强最小的点是A点,电势最高的点是C点C.场强最小的点是C点,电势最高的点是B点D.场强最小的点是C点,电势最高的点是A点8、如图所示,a、b为竖直向上的电场线上的两点,一带小球在a点由静止释放, 沿电场线向上运动,到b点时速度恰好为零,贝U下列说法中正确的是()A.小球在a、b 两点所受的电场力都是竖直向上的|B.a点的电势比b点的电势低"启C.小球在a点的电势能比在b点的电势能小D.a点的电场强度比b点的电场强度小9、如图所示,实线是一簇未标明方向的点电荷产生的电场线,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电场力作用,据此图可作出正确判断的是()A. 带电粒子所带电荷的符号、B.带电粒子在a、b两点的受力方向—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10、如图所示,空间有一水平匀强电场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,沿图中虚线由A运动至B,其能量变化情况是()A.动能减少,重力势能增加,电势能减少B.动能减少,重力势能增加,电势能增加C.动能不变,重力势能增加,电势能减少D.动能增加,重力势能增加,电势能减少11、带电粒子以速度V0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为V0,则此时一定有()A.电场力与重力大小相等B.粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小C.电场力所做的功一定等于重力所做的功D.电势能的减小一定等于重力势能的增大12、在场强大小为E的匀强电场中,一质量为m带电荷量为+ q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零,则()A.物体克服电场力做功qEsB.物体的电势能减少了0.8qEsC.物体的电势能增加了qEsD.物体的动能减少了0.8qEs13、如图所示,P、Q是两个电荷量相等的正点电荷,它们连线的中点是O, A、B 是中垂线上的两点,OA OB,用E A、E B、A、B分别表示A B两点的场强和电势,则()A.E A一定大于E B,A一定大于BB.E A不一定大于E B,A一定大于BC.E A一定大于E B,A不一定大于BD.E A不一定大于E B , A不一定大于B14、如图,一绝缘细杆的两端各固定着一个小球,两小球带有等量异号的电荷,处于匀强电场中,电场方向如图中箭头所示。
第四节 电势能和电势习题及答案
第四节电势能和电势1、如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+ q和- q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是 ( ) A.放上+q时,它们的电势能E A>E B>E CB.放上+q时,它们的电势能E A<E B<E CC.放上-q时,它们的电势能E A>E B>E CD.放上-q时,它们的电势能E A<E B<E C2、一个点电荷,从静电场的a点移到b点,其电势变化为零,则()A.a、b两点场强一定相等B.该点电荷一定沿等势面移动C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D.a、b两点的电势一定相等3、在电场中,A点的电势高于B点的电势,则()A.把负电荷从A点移到B点,电场力作负功B.把负电荷从A点移到B点,电场力作正功C.把正电荷从A点移到B点,电场力作负功D.把正电荷从A点移到B点,电场力作正功6.有一电场的电场线如图所示,场中A、B两点的场强和电势分别用E A、E B和φA、φA 表示,则A.E A>E B、φA>φA B.E A>E B、φA<φAC.E A<E B、φA>φA D.E A<E B、φA<φA4.下列说法正确的是()A.正电行在电场中的电势能为正,负电行在电场中的电势能为负B.电荷在电势为正的点电势能为正,电荷在电势为负的点电势能为负C.电荷克服电场力做多少功,它的电势能就等于多少D.不管是否存在其他力对电荷做功,电场力对电荷做多少正功,电荷的电势能就减少多少8.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()A.电场强度大的地方电势一定高B.电势为零的地方场强也一定为零C.沿电场线方向电势越来越低,场强越来越小D.场强和电势都跟电场中是否存在试探电荷无关9.带正电的小球只受电场力作用,则它在任意一段时间内()A.一定沿着电场线由高电势向低电势方向运动B.一定沿着电场线向电势能减小的方向运动C.不一定沿着电场线运动,但一定向低电势方向运动D.不一定沿着电标线运动,也不一定向电势能减小的方向运动10.对U AB=1V的理解,正确的是()A.从A到B移动q C的电荷,电场力做功1JB .从A 到B 移动1C 的正电荷,电场力做功1JC .从A 到B 移动1C 的负电荷,克服电场力做功1JD .从A 到B 移动1C 的负电荷,外力做功1J11.如图所示,a 、b 、c 是某电场中一条电场线上的三个点,电场方向由a 指向c ,b 恰在a 、c 的正中间,a 、b 、c 三点的电势和场强分别用A ϕ、B ϕ、C ϕ和a E 、b E 、c E 表示,则下列关系正确的是()A .c b a ϕϕϕ>>B .c b a E E E >>C .c b b a ϕϕϕϕ-=-D .c b aE E E ==12.如图所示,A 、B 为两等量异种点电荷,A 带正电,B 带负电,在AB 的连线上有a 、b 、c 三点,b 为连线的中点,ab=bc ,则()A .a 点与c 点的电场强度相同B .a 点与c 点的电势相同C .a 、b 间的电势差与b 、c 间的电势差相等D .点电荷q 沿A 、B 连线的中垂线移动,电场力不做功13.如图所示的电场中有A 、B 两点,下列判断正确的是()A .电势B A ϕϕ>,场强B A E E >B .电势B A ϕϕ>,场强B A E E <C .将电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点,电场力做正功,电势能减少D .将电荷量为q 的负电荷分别放在A 、B 两点,电荷具有电势能B A εε>二、填空题14.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,相邻两等势线间的电势差相等,一正的点电荷经过等势线3ϕ时,具有动能20J ,运动到等势线1ϕ时动能为零,令02=ϕ,则当该电荷的电势能为4J 时,动能为______J .15.如图所示,带电导体表面A 点附近场强N/C 1000=A E ,B 点附近场强N/C 10=B E ,现将一个带与导体同种电荷的点电荷分别放在A 、B 两处,并从静止开始释放,则点电荷在A 、B 两处加速度大小之比为________,点电荷分别所能获得的最大速率之比为________.若将该点电荷由A 移到B ,电场力做功为_________。
电势及电势能例题及练习(含答案)
例题1、在电场中把一个电量为6×10-6C的负电荷从 A点移到 B点,反抗电场力做功 3×10-5J,再将电荷从 B移到C点,电场力做功 1.2×10-5J,求A与B, B与 C, A与 C两点间电势差例题2、如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+ q和- q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是 [ ]A.放上+q时,它们的电势能εA>εB>ε CB.放上+q时,它们的电势能εA<εB<ε CC.放上-q时,它们的电势能εA>εB>ε CD.放上-q时,它们的电势能εA<εB<ε C例题3、在电场强度为E=104N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长l=1m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2kg的电量为q=5×10-6C带正电的小球,细杆可绕轴o在竖直平面内自由转动(图1).现将杆从水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,电场力对小球作功多少?A、B两位置的电势差多少?小球的电势能如何变化?小球到达B点时的速度多大?取g=10m/s2练习10.如图所示,竖直实线为电场线,质量为m,电量为-q的质点P从电场边缘A射入电场,并沿直线AB从B飞出,AB直线与电场线夹角为θ,A、B两点相距为d,则A、B两点的电势差为多少?11.如图所示,有一电子经电压U0加速后,进入两块间距为d,电压为U的平行金属板间,若电子从两板正中间射入,且恰好能穿出电场,求:(1)金属板的长度;(2)电子穿出电场时的动能.12.一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场,如图所示。
如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d、板长为L。
设粒子束不会击中极板,求粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为多少?(粒子的重力忽略不计)13.如图所示,相距为d、水平放置的两块平行金属板a、b,其电容量为C,开始时两板均不带电,a 板接地且中央有孔,现将带电量为q、质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔上方高处无初速地滴下,竖直落向b板,到达b板后电荷全部传给b板(重力加速度为g,不计a、b板外电磁场及阻力的影响),求:(1)第几滴滴在a、b板间将作匀速直线运动?(2)能够到达b板的液滴不会超过多少滴?14.如图(a)所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),A、B两点的坐标分别为0.2m和0.5m。
高一物理《电势能和电势》练习题
高一物理《电势能和电势》练习题一、单选题1.下列关于做功与能量变化的说法,不正确的是()A.重力做功改变重力势能B.电场力做功改变电势能C.弹力做功改变弹性势能D.合力做功改变机械能【答案】D【解析】A.重力做功改变重力势能,故A正确,不满足题意要求;B.电场力做功改变电势能,故B正确,不满足题意要求;C.弹力做功改变弹性势能,故C正确,不满足题意要求;D.合力做功改变动能,不是改变机械能,故D错误,满足题意要求。
故选D。
2.静电透镜被广泛应用于电子器件中,如图所示,阴极射线示波管的聚焦电场由四个电极构成,其中实线为电场线,虚线为等势线,任意两条相邻等势线间电势差相等,z轴为该、、为其轨迹上的三点。
已知P点电场的中心轴线,一电子从其左侧进入聚焦电场,P Q R所在等势线的电势为零,电子仅在电场力作用下从P点运动到R点的过程中,电场力做功为30eV。
下列说法正确的是()A.Q点的电势高于10VB.从P至R的运动过程中,电子的动能先减小后增大C.电子在Q点的加速度小于在R点的加速度D.电子在P点处的电势能大于在Q点处的电势能【答案】D【解析】A.设相邻等差等势线电压为U,由公式=W Uq可得,电子从P点运动到R点的过程中,电场力做功为()=-=-U e U30eV6,5V所以Q点电势大于5V小于10V,A错误;B.根据能量守恒,电子从P至R的运动过程中,电势能减小,动能增大,故B错误;C.由图,根据电场线越密电场强度越大可知,Q点的电场强度大于R点的电场强度,由牛顿第二定律可知,电子在Q 点的加速度大于在R 点的加速度,故C 错误;D .从P 到R 电势逐渐升高,电子带负电,电势能减小,因此电子在P 点处的电势能大于在Q 点处的电势能,D 正确。
故选D 。
3.在x 轴上放置两个电荷量不相等的同种电荷12q q 、,位置坐标分别为02r -和0r ,在x 轴上两电荷之间区域内的电势ϕ随位置坐标x 变化的图线如图所示,图线与ϕ轴交点的切线与x 轴平行,交点处的纵坐标为0ϕ,取无限远处电势为零,下列说法正确的是( )A .12q q 、均带负电B .两电荷的电荷量之比1241q q = C .在x 轴上04r 处,电势为0ϕD .在x 轴上04r 处,电场强度为0【答案】B【解析】A .由图像可知0x =处,电势最低,则12q q 、均带正电,A 错误;B .图线与ϕ轴交点的切线与x 轴平行,说明0x =处电场强度为0,根据()()1222002kq kq r r =解得 1241q q = B 正确;C .电势是标量,在x 轴上04r 处,由于两电荷的电势都比0x =点处的低,故电势小于0ϕ,C 错误;D .在x 轴上04r 处,点电荷产生的电场方向相同,电场强度不为0,D 错误。
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电势、电势能练习题
1.如图6-2-10所示,在一匀强电场区域中,有A、B、C、D四点
恰好位于一平行四边形的四个顶点上,已知A、B、C三点电势分别为
φA=1 V,φB=4 V,φC=0,则D点电势φD的大小为()
A.-3 V B.0
C.2 V D.1 V
2.某电场的电场线分布如图6-2-11所示,以下说法正确的是()
A.c点场强大于b点场强
B.a点电势高于b点电势
C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b
点
D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小3.如图6-2-12中虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带正电的小球在电场中运动,实线表示该小球的运动轨迹.小球在a点的动能等于20 eV,运动到b点时的动能等于2 eV.若取c点为零势点,则当这个带电小球的电势能等于-6 eV时(不计重力和空气阻力),它的动能等于()
A.16 eV B.14 eV
C.6 eV D.4 eV
4.如图6-2-13所示,绝缘杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.初始时杆与电场线垂直,将杆右移的同时顺时针转过90°,发现A、B两球电势能之和不变,根据如图给出的位置关系,下列说法正确的是()
A.A一定带正电,B一定带负电
B.A、B两球带电量的绝对值之比q A∶q B=1∶2
C.A球电势能一定增加
D.电场力对A球和B球都不做功
5.三个点电荷电场的电场线分布如图6-2-15所示,图中a、b两点
处的场强大小分别为E a、E b,电势分别为φa、φb,则()
A.E a>E b,φa>φb B.E a<E b,φa<φb
C.E a>E b,φa<φb D.E a<E b,φa>φb
6.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
7. 在地面上方空间有方向未知的匀强电场,一带电量为-q的小球以某一初速度由M点沿如图6-2-16所示的轨迹运动到N点(忽略小球所受空气阻力).由此可知()
A.小球所受的电场力一定大于重力
B.小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变
C.小球的机械能保持不变
D.小球的动能一定减小
8.如图所示,真空中有两个等量异种点电荷A、B,M、N、O是AB连线的垂线上的点,且AO>OB.一带负电的试探电荷仅受电场力作用,运动轨迹如图中实线所示,设M、N两点的场强大小分别为E M、E N,电势分别为φM、φN.下列判断中正确的是
()
A.B点电荷一定带正电
B.E M<E N
C.φM>φN
D.此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能
9.两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电势φ随位置x变化规律的是图()
10.如图6-2-19所示,在粗糙程度相同的斜面上固定一点电荷Q,在M点无初速度地释放带有恒定电荷的小物块,小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止,则从M到N的过程中()
A.M点的电势一定高于N点的电势
B.小物块的电势能可能增加
C.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
D.小物块和点电荷Q一定是同种电荷
11.如图6-2-20所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处有一个点电荷.现从b、c 之间一点P以相同的速率发射两个带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N点,M、N两点都处于圆周c上,以下判断正确的是()
A.到达M、N时两粒子速率仍相等
B.到达M、N时两粒子速率v M>v N
C.到达M、N时两粒子的电势能相等
D.两个粒子的电势能都是先减小后增大
12.如图6-2-21所示表示某静电场等势面的分布,电荷量为
1.6×10-9C的正电荷从A经B、C到达D点.从A到D,电场力对
电荷做的功为()
A.4.8×10-8J B.-4.8×10-8J
C.8.0×10-8J D.-8.0×10-8J
13.如图6-2-22所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a与c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是()
A.b点场强大于d点场强
B.b点场强小于d点场强
C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
14.水平面上有一边长为L的正方形,其a、b、c三个顶点上分别固定了三个等量的正点电荷Q,将一个电荷量为+q的点电荷分别放在正方形中心点O点和正方形的另一个顶点d 点处,两处相比,下列说法正确的是()
A.q在d点所受的电场力较大
B.q在d点所具有的电势能较大
C.d点的电势高于O点的电势
D.q在两点所受的电场力方向相同
15.如图6-2-14为光滑绝缘水平的直线轨道,在轨道的竖直平面内加一个斜向上方的匀强电场.有一质量为1.0×10-2kg、带电量为+1.0×10-4C的可视为质点的物块,从轨道上的A点无初速度释放,沿直线运动0.2 m到达轨道上的B点,此时速度为2 m/s.(g取10 m/s2)求:
(1)A、B两点间的电势差U AB.
(2)场强大小可能的取值范围.
16.如图6-2-24所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零),P A连线与水平轨道的夹角为60°,
试求:
(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小;
(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势.
17.如图6-2-25所示,在E=1×103V/m的竖直向下匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN平滑连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为半圆QN 的中点,其半径R=40 cm,带正电为q=1×10-4C的小滑块的质量为m=10 g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5 m处,取g=10 m/s2.求:
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向左运动;
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大.
答案
1A. 2BD 3B. 4B. 5C. 6C. 7AB. 8AB. 9A 11B. 12B. 13BC. 14D. 15、(1)A到B过程中只有电场力做功,根据动能定理得:
qU AB=1
2mv
2
B
-0
解得:U AB =200 V
(2)设场强的竖直分量为E y ,水平分量为E x ,则有: mg ≥qE y qE x x =12mv 2B
-0
解得:E y ≤1000 V/m ,E x =1000 V/m 场强的最大值为:
E max =E 2x +E 2
y =1000 2 V/m
场强的取值范围为: 1000 V/m <E ≤1000 2 V/m.
16、(1)物块在A 点受重力、电场力、支持力.分解电场力,由竖直方向受力平衡得 F N -mg -k Qq
r 2sin60°=0
① r =h
sin60°
②
由①②得F N =mg +33kQq
8h 2
.
(2)从A 运动到P 点正下方B 点的过程中,由动能定理得-qU =12mv 2-1
2mv 20
又因为U =φB -φA ,
由以上两式解得φB =m 2q
(v 20-v 2
)+φ .
17、(1)设小球到达Q 点时速度为v ,则mg +qE =m v 2
R
滑块从开始运动至到达Q 点的过程中,由动能定理有 -mg ·2R -qE ·2R -μ(mg +qE )x =12mv 2-1
2mv 20
联立解得v 0=7 m/s.
(2)设滑块到达P 点时速度为v ′,则从开始运动至运动到P 点的过程:-μ(qE +mg )x -(mg +qE )R =12mv ′2-1
2mv 20
又在P 点时:F N =m v ′2
R
代入数据解得F N =0.6 N.
由牛顿第三定律知滑块通过P 点时对轨道的压力是0.6 N.。