高考物理专题复习：电势能与电势

高考物理专题复习：电势能与电势
一、单选题
1．如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M 、N 两点关于两电荷连线对称，M 、P 两点关于两电荷连线的中垂线对称。

下列说法正确的是（ ）
A ．M 点的场强比P 点的场强大
B ．M 点的电势比N 点的电势高
C ．N 点的场强与P 点的场强相同
D ．电子在M 点的电势能比在P 点的电势能大
2．空间中有一试探电荷处在一区域电场中沿某方向建立一x 轴，该试探电荷在x 轴各点的电势能p E 随x 的分布如图所示。

根据E p —x 图像，下列说法正确的是（ ）
A ．1x 处的电场强度大于0
B ．沿x 轴正方向电势逐渐降低
C ．3x 处的电场强度大于4x 处的电场强度
D ．试探电荷从3x 处运动至2x 处的过程中，电场力做功为p1p2
E E -
3．电势、电势差是描述电场的“能的性质”的物理量，其单位用国际单位制基本单位可表示为（ ） A ．V
B ．V/m
C ．()22kg m /A s ⋅⋅
D ．()23
kg m /A s ⋅⋅
4．关于静电场，下列说法中正确的是（ ） A ．电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹 B ．沿电场线方向，电势一定越来越低
C ．在电场中电势高的点，电场强度一定大
D ．电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大
5．如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点，其中c 为a 、b 的中点。

若一个运动的正电荷只在静电力作用下先后经过a 、b 两点，a 、b 两点的电势分别为φa =-3 V ，φb =7 V ，则 （ ）
A ．a 点的场强一定小于b 点的场强
B ．a 点场强一定等于b 点场强
C ．正电荷在a 点的动能小于在b 点的动能
D ．正电荷在a 点的电势能小于在b 点的电势能
6．真空中某区域存在一静电场，其电场线分布如图所示，M 、N 、Q 是以直电场线上一点O 为圆心的同一圆周上的三点，OQ 连线垂直于MN ，下列说法正确的是（ ）
A ．O 点电势与Q 点电势相等
B ．O 、M 间的电势差大于N 、O 间的电势差
C ．M 点场强与N 点场强相同
D ．在Q 点释放一个电子，电子将沿圆弧QM 运动
7．如图甲所示，一条电场线与x O 轴重合，取O 点电势为零，x O 方向上各点的电势 随x 变化的规律如图乙所示，若在O 点由静止释放一电子，电子仅受静电力的作用，则（ ）
A ．电子将沿x 轴负方向运动
B ．电子的电势能将增加
C ．电子运动的加速度先减小后增大
D ．电子运动的加速度恒定
8．有一个均匀带电圆环，以圆环圆心O 为坐标原点，过O 且垂直于圆环平面的线为x 轴，如图甲所示，现测得x 轴上的电场强度随坐标x 值变化的图像如图乙所示（场强为正值，表示方向沿x 轴正方向），H 、I 是x 轴上两点，且HO OI <，取无穷远处电势为零，则以下分析正确的是（ ）
A ．该圆环带负电
B ．x 轴上O 点电势为零
C ．将一个负的试探电荷沿x 轴从H 移动到I 的过程中，电势能先增大后减小
D ．H 点的电势高于I 点的电势 二、多选题
9．两正、负点电荷周围电场线分布如图，取无穷远处电势为零，则（ ）
A ．正电荷由P 静止释放能运动到Q
B ．电荷在P 的加速度大于在Q 的加速度
C ．负电荷在P 的电势能高于在Q 的电势能
D ．负电荷从P 移动到Q ，其间必有一点电势能为零
10．如图所示，真空中有一边长为l 的菱形ABCD ，60ADC ∠=︒，P 点是AC 连线的中点，在A 点固定一电量为q 的负点电荷，在C 点固定一电量为q 的正点电荷。

则以下说法正确的
是（）
A．B点电势等于P点电势
B．P点的电场强度大小是D点的8倍
C．B点和D点的电场强度大小相等，方向相反
D．正试探电荷在D点的电势能大于在B点的电势能
11．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（）
A．R点的电场强度小于Q点的电场强度
B．P点的电势高于Q点的电势
C．带电粒子在P点的电势能小于在Q点的电势能
D．带电粒子在P点时的动能与电势能之和比在Q点时的小
12．如图所示，在正点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把带电荷量为＋q和-q的点电荷依次放在这三点上，关于它们所具有的电势能，下列说法中正确的是（）
A ．放上带电荷量为＋q 的点电荷时，它们的电势能大小关系为E p A >E p
B >E p
C B ．放上带电荷量为＋q 的点电荷时，它们的电势能大小关系为E p A <E p B <E p C C ．放上带电荷量为-q 的点电荷时，它们的电势能大小关系为E p A >E p B >E p C
D ．放上带电荷量为-q 的点电荷时，它们的电势能大小关系为
E p A <E p B <E p C 三、填空题 13．电势
（1）定义∶电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的_______。

（2）公式∶φ=
p E q。

（3）单位∶国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V ，1 V=1 J/C 。

（4）特点∶①相对性∶电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下，取__________或地球为零电势位置。

②标矢性∶电势是标量，只有大小，没有方向，但有________。

（4）与电场线的关系∶沿电场线方向电势_____________。

14．电势能
（1）电势能∶电荷在________中具有的势能，用E p 表示。

（2）静电力做功与电势能变化的关系∶静电力做的功等于电势能的________。

表达式∶W AB =__________。

（3）电势能的大小∶电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到________时静电力做的功E pA =W A0。

（4）零势能位置∶电场中规定的电势能__________的位置，通常把离场源电荷__________或________的电势能规定为零。

15．静电力做功的特点
（1）静电力做功∶在匀强电场中，静电力做功cos W qEl θ=。

其中θ为_____________之间的夹角。

（2）静电力做功的特点∶在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置_____（选填“有关”或“无关”），与电荷经过的路径________（选填“有关”或“无关”）。

16．如图所示，把电荷量为-5×10-9 C 的电荷，从电场中的A 点移到B 点，其电势能_______（选填“增大”或“减小”）。

若A 点的电势为φA =15 V ，B 点的电势为φB =10 V ，则电荷在A 点和B 点具有的电势能分别为E p A =___________ J ，E p B =___________ J ，此过程静电力所做
的功W AB =_______ J 。

17．判断下列说法的正误。

（1）只有在带电体只受静电力作用的条件下，静电力做功才与路径无关。

（____） （2）负电荷沿电场线方向移动时，静电力做负功，电势能增加。

（____）
（3）某电场中，带电物体在A 点具有的电势能E p A =5 J ，在B 点具有的电势能E p B =-8 J ，则E p A >E p B ．（____）
（4）某电场中，A 点的电势φA =3 V ，B 点的电势φB =-4 V ，则φA >φB （____） （5）根据电势的定义式p E q
ϕ=
可知，电荷q 的电荷量越大，电势越低。

（____）
18．如图所示，是某区域的电场线分布，A 、B 、C 是电场中的三个点。

其中电场强度最大的点是___________，电势最高的点是___________。

（选填A 、B 或C ）
四、实验题
19．“用DIS 描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。

（1）该实验描绘的是___________。

A ．两个等量同种电荷周围的等势线 B ．两个等量异种电荷周围的等势线 C ．两个不等量同种电荷周围的等势线
D．两个不等量异种电荷周围的等势线
（2）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放___________。

A．导电纸、复写纸、白纸
B．白纸、导电纸、复写纸
C．导电纸、白纸、复写纸
D．白纸、复写纸、导电纸
（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。

为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针___________（选填：“向左”或“向右”）移动。

五、解答题
20．在如图所示的匀强电场中，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ。

（1）电荷量分别为q和2q的正试探电荷在A点的电势能分别为多少？
（2）不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？
（3）不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？
21．如图所示，在同一条电场线上有A、B、C三点，三点的电势分别是φA=5V、φB=-2V、φC=0，将电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B，再移到C。

（1）该电荷在A点、B点、C点具有的电势能各是多少？
（2）将该电荷从A移到B和从B移到C，电势能分别变化了多少？
（3）将该电荷从A移到B和从B移到C，静电力做功分别是多少？
22．将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10-5 J 的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5 J的功，则：
（1）该电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少？
（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？B点和C 点的电势分别为多少？
（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？A点和C 点的电势分别为多少？
参考答案
13．比值无穷远正负逐渐降低
14．电场减少量E pA-E pB零势能位置为零无穷远处大地处15．静电力与位移方向有关无关
16．增大-7.5×10-8-5×10-8-2.5×10-8
17．错对对对错
18．B B
19．B D 向右
20．（1）E ql cos θ、2E ql cos θ；（2）比值相同，都为E l cos θ；（3）与试探电荷的电荷量无关。

21．（1）-3×10-5J；1.2×10-5J；0；（2）增加4.2×10-5J；减少1.2×10-5J；（3）-4.2×10-5J；1.2×10-5J 22．（1）增加了1.8×10-5 J；（2）3×10-5 J；1.8×10-5 J；-5 V；-3 V；（3）-3×10-5 J；-1.2×10-5 J；
5 V；2 V。