高中物理第1章静电场4电势能和电势课时作业新人教版选修3_1

第一章 4 电势能和电势

基础夯实

一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)

1．(2017·广西柳州市铁路一中高二上学期期末) 在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是导学号 74700094( A )

A．电势高的地方电场强度不一定大

B．电场强度大的地方电势一定高

C．电势为零的地方场强也一定为零

D．场强为零的地方电势也一定为零

解析：沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线密的地方，电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，电势高的地方电场强度不一定大，电场强度大的地方，电势不一定高，故A 正确，B错误；电势为零是人为选取的，则电势为零的地方场强可以不为零，场强为零的地方电势不一定为零，故C、D错误。

2．(2016·河北冀州中学高一下学期期末) 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是导学号 74700095( B )

A．甲图中与点电荷等距的a、b两点

B．乙图中两等量异号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点

C．丙图中两等量同号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点

D．丁图中匀强电场中的a、b两点

解析：甲图中场强大小相同，方向不同，电势φa＝φb。

乙图中场强大小、方向皆相同，电势φa＝φb。

丙图中场强大小相同，方向相反，电势φa＝φb。

丁图中场强大小，方向皆相同，电势φa<φb。

3．(2016·安徽黄山一中高二上学期月考) 在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b，不计空气阻力，则导学号 74700096( B )

A．小球带负电

B．电场力跟重力平衡

C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小

D．小球在运动过程中机械能守恒

解析：因为小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、电场力和细绳的拉力，电场力与重力平衡，则知小球带正电，故A错误，B正确；小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大，故C错误；由于电场力做功，所以小球在运动过程中机械能不守恒，故D错误。故选B。

4．(2017·海南省文昌中学高二上学期期末) 如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异号点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是导学号 74700097( C )

A．C点的电势高于D点的电势

B．O点的电场强度为零

C．A、B两点的电场强度相同

D．将负电荷从C移到D的过程中，电势能增加

解析：根据等量异种电荷电场线、等势面分布特点知，OCD在同一条等势线上，所以D 点电势等于C点电势。故A错误。根据等量异种电荷电场线的特点可知，O点场强的方向向右，不是0。故B错误。根据叠加规律可知，A点场强的方向向左，B点场强的方向向左，并且两点场强的大小相等。故C正确。由于D点电势等于C点电势，试探电荷从C处移到D 处电场力不做功。电势能始终不变。故D错误。故选：C。

5．(2016·吉林松原市乾安七中高一下学期期末) 如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负试探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

确的是导学号 74700098( BD )

A．电荷从a到b加速度减小B．在b处电势能大

C．b处电势高D．电荷在b处速度小

解析：电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在b 点的加速度大，所以A错误；从a到b的过程中，电场力做负功，电势能增加，所以b处电势能大，所以B正确；根据粒子的运动的轨迹可以知道，负电荷受到的电场力的方向向下，所以电场线的方向向上，所以a点的电势大于b点的电势，所以C错误；由B的分析可知，电场力做负功，电势能增加，速度减小，所以电荷在b处速度小，所以D正确，故选BD。

6．(2016·北京大学附中河南分校高二月考) 图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则导学号 74700099( BD )

A．M带负电荷，N带正电荷

B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相等

C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功

D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零

解析：由O点电势高于c点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N粒子所受电场力方向向上，M粒子所受电场力方向向下，故M粒子带正电、N粒子带负电，A错误。N粒子从O点运动到a点，电场力做正功。M粒子从O点运动到c点电场力也做正功。因为U aO＝U Oc，且M、N粒子质量相等，电荷的绝对值相等，由动能定理易知B 正确。因O点电势低于a点电势，且N粒子带负电，故N粒子运动中电势能减少，电场力做正功，C错误。O、b两点位于同一等势线上，D正确。

二、非选择题

7．如图所示，在场强E ＝104

N/C 的水平匀强电场中，有一根长l ＝15cm 的细线，一端固定在O 点，另一端系一个质量m ＝3g 、电荷量q ＝2×10－6C 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，g 取10m/s 2。求：导学号 74700100

(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，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？

答案：(1) 重力势能减少4.5×10－3J 电势能增加3×10－3J (2) 3×10－3J 1.5×103V

(3) 1m/s 5×10－2N

解析：(1) 从A →B 重力做正功，重力势能减少

ΔE ＝W G ＝mgL ＝4.5×10－3J

从A →B 电场力做负功，电势能增加

ΔE p ＝W E ＝EqL ＝3×10－3J

(2) 若取φA ＝0，则E pB ＝3×10－3J φB ＝E pB q

＝1.5×103V (3) 从A →B 由动能定理知 mgL －EqL ＝12

mv 2

B 代入数据

得v B ＝1m/s

在B 点由牛顿第二定律知 F －mg ＝m v 2

B l

代入数据,得F ＝5×10－2N,

能力提升

一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)

1．如图所示，实线是两个等量点电荷P 、Q 形成电场的等势面，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹，a 、b 、c 是轨迹上的三个点，b 位于P 、Q 连线的中点。则

导学号 74700101( D )