2024年高中物理第一章4電勢(shì)能和電勢(shì)練習(xí)含解析新人教版選修3-1

PAGE3-A級(jí)抓基礎(chǔ)1．在靜電場(chǎng)中，關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的說(shuō)法正確的是()A．電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)肯定高B．電勢(shì)為零的地方場(chǎng)強(qiáng)也肯定為零C．場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)也肯定為零D．場(chǎng)強(qiáng)大小相同的點(diǎn)電勢(shì)不肯定相同答案：D2．如圖所示是電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，可以判定()A．該電場(chǎng)肯定是勻強(qiáng)電場(chǎng)B．A點(diǎn)的電勢(shì)肯定低于B點(diǎn)的電勢(shì)C．負(fù)電荷放在B點(diǎn)的電勢(shì)能比放在A點(diǎn)的電勢(shì)能大D．負(fù)電荷放在B點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向向右答案：C3．在如圖所示的四個(gè)電場(chǎng)中，均有相互對(duì)稱分布的a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相同的是()答案：C4.(多選)如圖所示，兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷分別置于P、Q兩位置，在P、Q連線的垂直平分線上有M、N兩點(diǎn)，另有一摸索電荷q，則()A．若q是正電荷，q在N點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)的電勢(shì)能大B．若q是負(fù)電荷，q在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的電勢(shì)能大C．無(wú)論q是正電荷，還是負(fù)電荷，q在M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)能都一樣大D．無(wú)論q是正電荷還是負(fù)電荷，q在M點(diǎn)的電勢(shì)能都比在N點(diǎn)的電勢(shì)能小答案：AB5.在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有A、B、C三點(diǎn)，AB＝5cm，BC＝12cm，其中AB沿電場(chǎng)線方向，BC和電場(chǎng)線方向成60°角．一個(gè)電荷量為q＝4×10－8C的正電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為W1＝1.2×10－7J.(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；(2)電荷從B到C，電荷的電勢(shì)能變更多少？解析：(1)由W＝qE·AB得，該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝eq\f(W1,q·AB)＝eq\f(1.2×10－7,4×10－8×5×10－2)N/C＝60N/C.(2)電荷從B到C，電場(chǎng)力做功為W′＝F電·BC·cos60°＝qE·BC·cos60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5J＝1.44×10－7J.所以，該過(guò)程電勢(shì)能削減1.44×10－7J.B級(jí)提實(shí)力6.(多選)如圖甲所示的直線為某電場(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—時(shí)間圖象如圖乙所示，比較A、B兩點(diǎn)電勢(shì)φ的凹凸和電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小可得()A．φA>φB B．φA<φBC．EA>EB D．EA＝EB解析：負(fù)電荷的速度在增加，說(shuō)明電場(chǎng)力方向由A指向B，電場(chǎng)強(qiáng)度方向由B指向A，所以φB>φA，B正確；又知加速度在減小，所以EA>EB，C正確．答案：BC7.(多選)如圖所示，在真空中有兩個(gè)等量異種電荷＋Q和－Q，它們分別固定在A、B兩點(diǎn)，DC為AB連線的中垂線．現(xiàn)將正電荷q由C沿CD移至無(wú)窮遠(yuǎn)處，在此過(guò)程中()A．q的電勢(shì)能漸漸減小B．q的電勢(shì)能先漸漸增大，后漸漸減小C．q受到的電場(chǎng)力漸漸減小D．q受到的電場(chǎng)力始終不做功解析：CD為一條等勢(shì)線，所以A、B錯(cuò)誤，D正確；從C→D→無(wú)窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)漸漸變?nèi)?，故C正確．答案：CD8.(多選)如圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷量的肯定值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)．若不計(jì)重力，則()A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．M帶正電荷，N帶負(fù)電荷C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)降低D．M在O點(diǎn)和b點(diǎn)電勢(shì)能相同答案：BD9．將一正電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn)，電勢(shì)能削減了8.0×10－9J；將另一負(fù)電荷(正、負(fù)電荷所帶電荷量的肯定值相等)從無(wú)限遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的N點(diǎn)，電勢(shì)能增加了9.8×10－9J．若以無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φM、φN，則下列推斷正確的是()A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0解析：取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為0，則正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能為－8.0×10－9J，負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢(shì)能為9.8×10－9J．由φ＝eq\f(Ep,q)可知，M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)φM＜0，φN＜0，且|φN|＞|φM|，故φN＜φM＜0，選項(xiàng)C正確．答案：C10.如圖所示，兩平行板間有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且?guī)д姷臉O板接地．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子(不計(jì)重力)從x軸上坐標(biāo)為x0處由靜止釋放．(1)求該粒子在x0處的電勢(shì)能Ep.(2)試從牛頓其次定律動(dòng)身，證明該帶電粒子在極板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變．解析：(1)粒子由坐標(biāo)為x0處到原點(diǎn)O，靜電力做的功為W電＝－qEx0由電勢(shì)能與靜電力做功的關(guān)系有W電＝－(0－Ep)解得Ep＝－qEx0.(2)在x軸上任取兩點(diǎn)x1，x2，設(shè)該帶電粒子到達(dá)這兩點(diǎn)的速度分別為v1、v2.由牛頓其次定律得F＝qE＝ma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2a(x2－x1)聯(lián)立以上二式得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝qE(x2－x1)變形得