高中物理 第一章《第4節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì)》課時(shí)精練 新人教版選修3-1

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1、高中物理 第一章《第4節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì)》課時(shí)精練 新人教版選修3-1 知識(shí)點(diǎn) 基礎(chǔ) 中檔 稍難 功能關(guān)系 1、5 等勢(shì)面應(yīng)用 2 8 電場(chǎng)力做功 3、4 9、12 電勢(shì) 11 6、10 電場(chǎng)線特點(diǎn) 7 　　　　　　　　　　　 1. (多選)帶電小球在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功為3 J，電場(chǎng)力做功為1 J，克服空氣阻力做功為0.5 J，則在A點(diǎn)的(　　) A．重力勢(shì)能比B點(diǎn)大3 J B．電勢(shì)能比B點(diǎn)小1 J C．動(dòng)能比B點(diǎn)小3.5 J D．機(jī)械能比B點(diǎn)小0.5 J 答案：ACD 解析：帶電小球在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到

2、B點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功為3 J，說(shuō)明重力勢(shì)能減小3 J，選項(xiàng)A正確．電場(chǎng)力做功1 J，說(shuō)明電勢(shì)能減小1 J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽艿淖兓康扔诤贤饬λ龅墓Γ磩?dòng)能的變化量為3.5 J，選項(xiàng)C正確．機(jī)械能的變化量等于除重力之外的力所做的功，即機(jī)械能變化量為0.5 J，選項(xiàng)D正確． 2. [xx·湖北黃岡中學(xué)高二期中](多選)如圖所示，實(shí)線是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，虛線是該電場(chǎng)中的兩條等勢(shì)線，由圖可以得出的正確結(jié)論是(　　) A．M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì) B．M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) C．由M點(diǎn)向N點(diǎn)移動(dòng)電荷時(shí)，電勢(shì)能的改變量與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān) D．某電荷在M點(diǎn)或N點(diǎn)

3、具有的電勢(shì)能與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān) 答案：ABC 解析：可畫(huà)出電場(chǎng)線，可知EM＞EN，沿電場(chǎng)線方向φM＞φN，故A、B正確，C項(xiàng)，電勢(shì)能是相對(duì)的，但電勢(shì)能增量是絕對(duì)的，故C正確，D項(xiàng)，由電勢(shì)能Ep＝q·φ知電勢(shì)能與電勢(shì)有關(guān)，而電勢(shì)的高低與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，所以D錯(cuò)誤． 3. 若帶正電的小球只受電場(chǎng)力的作用，則它在任意一段時(shí)間內(nèi)(　　) A．一定沿著電場(chǎng)線由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng) B．一定沿著電場(chǎng)線由低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng) C．不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，但一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng) D．不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，也不一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng) 答案：D 解析：由于小球的初速度無(wú)法確定，所以小球可能沿

4、電場(chǎng)線方向做加速運(yùn)動(dòng)，也可能逆著電場(chǎng)線的方向做減速運(yùn)動(dòng)，還可能做曲線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向無(wú)法確定，選項(xiàng)D正確． 4. 如圖所示，電場(chǎng)中a、b、c三點(diǎn)，ab＝bc，則把點(diǎn)電荷＋q從a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移到c點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功的大小關(guān)系有(　　) A．Wab＞W(wǎng)bc B．Wab＝Wbc C．Wab＜Wbc D．無(wú)法比較 答案：C 解析：由電場(chǎng)線的疏密可知，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小，c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，位移相同時(shí)，電荷在bc段受到的平均電場(chǎng)力大，所以有Wab＜Wbc，故C正確． 5. (多選)質(zhì)量為m的帶電小球射入勻強(qiáng)電場(chǎng)后，以方向豎直向上、大小為2g的加速度向下運(yùn)動(dòng)，在小球下落h的過(guò)程中(　　)

5、 A．小球的重力勢(shì)能減少了2mgh B．小球的動(dòng)能減少了2mgh C．電場(chǎng)力做負(fù)功2mgh D．小球的電勢(shì)能增加了3mgh 答案：BD 解析： 選項(xiàng) 透析過(guò)程 結(jié)論 A 由WG＝－ΔEp，重力勢(shì)能減少了mgh × B 由動(dòng)能定理W總＝ΔEk，動(dòng)能減少了2mgh √ C 由受力分析F電＝3mg，方向向上，W電＝－3mgh × D 由電場(chǎng)力做功－3mgh，電勢(shì)能增加3mgh √ 6. (多選)如圖甲是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，A、B是這條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，若將一負(fù)電荷從A點(diǎn)自由釋放，負(fù)電荷沿電場(chǎng)線從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度圖象如圖乙所示，比較A、B

6、兩點(diǎn)電勢(shì)的高低和電場(chǎng)強(qiáng)度大小可知(　　) A．φA＞φB B．φA＜φB C．EA＞EB D．EA＜EB 答案：BC 解析：由v－t圖象可知，v變大，a變小，則：電場(chǎng)力方向向右，且為負(fù)電荷，故電場(chǎng)線由B→A，EA＞EB，故B、C正確． 7. [xx·湛江高二檢測(cè)]某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為φP和φQ，則(　　) A．EP＜EQ，φP＜φQ B．EP＞EQ，φP＜φQ C．EP＜EQ，φP＞φQ D．EP＞EQ，φP＞φQ 答案：D 解析：電場(chǎng)線的疏密程度對(duì)應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)弱，所以EP＞EQ.沿電場(chǎng)線

7、的方向電勢(shì)降低，所以φP＞φQ，D項(xiàng)正確． 8. (多選)位于A、B處的兩個(gè)帶有不等量負(fù)電的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)電勢(shì)分布如圖所示，圖中實(shí)線表示等勢(shì)線，則(　　) A．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B．正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功 C．負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功 D．正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大 答案：CD 解析：a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不同，A錯(cuò)．c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)，正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，即正電荷向高電勢(shì)處移動(dòng)、電場(chǎng)力做負(fù)功，B錯(cuò)．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)，從a到c，把負(fù)電荷向高電勢(shì)處移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，C對(duì)．從e到f，電勢(shì)先變低后變高，故沿此方向移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力

8、先做正功，后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，D對(duì)． 9. [xx·泉州高二檢測(cè)]某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)線、粒子在A點(diǎn)的初速度方向及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，可以判定(　　) A．粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度 B．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能 C．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能 D．電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì) 答案：B 解析：由電場(chǎng)線的疏密可知電場(chǎng)強(qiáng)度EB>EA，所以粒子的加速度aB>aA；由定性畫(huà)出的等勢(shì)面(如圖中虛線所示)，并根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知電勢(shì)φA＞φB；由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲趨向可知電場(chǎng)力做正功，所以動(dòng)能、電勢(shì)能

9、的變化情況為EkB>EkA，EpB

10、W＝1.2×10－4 J，那么： (1)q在A點(diǎn)的電勢(shì)能和A點(diǎn)的電勢(shì)各是多少？ (2)q在未移入電場(chǎng)前A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？ 答案：(1)1.2×10－4 J　1.2×104 V　(2)1.2×104 V 解析：(1)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，電荷在無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能也為零，電勢(shì)能的變化量等于電場(chǎng)力做的功，即W∞A＝Ep∞－EpA＝0－EpA. 所以EpA＝－W∞A＝W＝1.2×10－4 J，φA＝＝ V＝1.2×104 V. (2)A點(diǎn)的電勢(shì)是由電場(chǎng)本身決定的，跟A點(diǎn)是否有電荷存在無(wú)關(guān)，所以q在移入電場(chǎng)前，A點(diǎn)的電勢(shì)仍為1.2×104 V. 12. 如圖所示，在豎

11、直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點(diǎn)，在圓心處有一固定的正點(diǎn)電荷，B點(diǎn)為AC的中點(diǎn)，C點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為－q、套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿桿下滑．已知重力加速度為g，A點(diǎn)距過(guò)C點(diǎn)的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為2.求： (1)小球滑至C點(diǎn)時(shí)的速度大??； (2)若以C點(diǎn)作為參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))，試確定A點(diǎn)的電勢(shì)． 答案：(1)vC＝　(2) 解析：(1)因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故小球從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)力做的總功為零，由幾何關(guān)系可得BC的豎直高度hBC＝，根據(jù)動(dòng)能定理有mg×＝－，解得vC＝. (2)小球從A到C，重力和電場(chǎng)力均做正功，所以由動(dòng)能定理有mg×3R＋W電＝mv，得W電＝mgR，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。忠?yàn)镃點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，所以電荷－q在A點(diǎn)有電勢(shì)能EpA＝mgR，有φA＝＝－.