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1、2022年高中物理第2章電勢能與電勢差第2節(jié)電勢與等勢面自我小測魯科版選修
夯基達標
1如下圖所示,兩個固定的等量異種電荷,在它們連線的垂直平分線上有a、b、c三點,則( )
A.a點電勢比b點高
B.a、b兩點場強方向相同
C.a、b、c三點與無窮遠處電勢相等
D.一帶電粒子(不計重力)在a點無初速釋放,則它將在a、b連線上運動
2.如下圖所示,虛線a、b和c是某靜電場中的三個等勢面,它們的電勢關系為φa>φb>φc,一帶正電粒子射入電場中,其運動軌跡如實線 KLMN所示.由圖可知( )
A.粒子從K到L的過程中,電場力做負功
B.粒子從L到M的過程中,
2、電場力做負功
C.粒子從K到L的過程中,電勢能增加
D.粒子從L到M的過程中,動能減少
3.下列說法正確的是( )
A.當兩個正點電荷相互靠近時,它們之間的庫侖力增大,它們的電勢能也增大
B.當兩個負點電荷相互靠近時,它們之間的庫侖力增大,它們的電勢能也增大
C.一個正點電荷與一個負點電荷互相靠近時,它們之間的庫侖力增大,它們的電勢能也增大
D.一個正點電荷與一個負點電荷互相靠近時,它們之間的庫侖力減小,它們的電勢能也減小
4.在靜電場中,把一個電荷量q=2.0×10-5C的負電荷由M點移到N點,電場力做功6.0×10-4 J,由N點移到P點,電場力做負功1.0×10-3
3、 J,則M、N、P三點電勢高低關系是____________.
5.如下圖所示為某電場的電場線,電場中有A、B、C三個點,已知一個負電荷從A點移到B點時,電場力做正功,則A、B、C三點中,場強最大的點是_____________,電勢最高的點是__________________.
能力提升
6.根據(jù)α粒子散射實驗,盧瑟福提出了原子核式結構模型.下圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線,實線表示一個α粒子的運動軌跡.在α粒子從a運動到b再運動到c的過程中,下列說法中正確的是( )
A.動能先增大,后減小
B.電勢能先減小,后增大
C.電場力先做負功,后做正功,總功
4、等于零
D.加速度先變小,后變大
7.如下圖所示,電場中有A、B兩點,則下列說法中正確的是 ( )
A.電勢φA>φB,場強EA>EB
B.電勢φA>φB,場強EA<EB
C.將+q電荷從A點移到B點,電場力做了正功
D.將-q電荷分別放在A、B兩點時具有的電勢能EpA>EpB
8.如下圖所示,Q為帶負電的絕緣小球,AB為不帶電的中性導體且放在Q附近.達到靜電平衡狀態(tài)時,下列判斷正確的是( )
A.A端的電勢高于B端的電勢
B.以無限遠或大地為零電勢點,導體AB的電勢高于零
C.A、B兩端電勢相等
D.導體內的場強是由A指向B
9.如下圖所示,在點電
5、荷+Q形成的電場中,已知a、b兩點在同一等勢面上,c、d兩點在同一等勢面上,甲、乙兩個帶電粒子的運動軌跡分別為acb和adb曲線,兩個粒子經(jīng)過a點時具有相同的動能,可由此判斷( )
A.甲經(jīng)過c點時與乙經(jīng)過d點時具有相同的動能
B.甲、乙所帶電荷的電性相反
C.若取無限遠處電勢為零,甲經(jīng)過c點和乙經(jīng)過d點時電勢能相等
D.兩粒子經(jīng)過b點時具有相同的動能
拓展探究
10.把一帶電荷量為q=-1.0×10-8 C電荷從無窮遠處移入電場中的某點A,克服電場力做功W1=2.0×10-7 J,把它從A點移到B點,電場力做功W2=1.0×10-7 J,試分析把該電荷從無窮遠處移至B點
6、電荷電勢能的變化,并計算B點的電勢(以無窮遠處為零勢能點).
參考答案
1解析:由等量異種電荷電場線分布知,其中垂線為一等勢面,故電勢為零,A項錯,B項正確,C項正確,因此帶電粒子在a點無初速度釋放,將水平運動,故D項錯.
答案:BC
2解析:因為運動的粒子帶正電,從其軌跡彎曲情況可判定受到的是庫侖斥力,所以場源電荷必定為正電荷,因為φK=φN<φM<φL,所以由K到L過程中電場力做負功,電勢能增加,A、C兩項正確.由L到M過程中,電場力做正功,電勢能減小,動能增加,B、D兩項錯誤.
答案:AC
3解析:兩同種電荷靠近時,要克服靜電斥力做功,系統(tǒng)的電勢能增大;兩異種電荷靠近時,靜電
7、引力做正功,系統(tǒng)的電勢能減少.由此判斷A、B兩項正確,C、D兩項錯誤.
答案:AB
4解析:首先畫一條電場線,并假設M、N、P在同一條電場線上,如圖所示.在中間位置附近畫一點作為M點.因為M→N電場力做正功,即沿著電場線移動,而負電荷受電場力與場強方向相反,則可確定N點在M點左側.N→P電場力做負功,即沿著電場線移動,又因1.0×10-3 J>6.0×10-4 J,所以肯定移過了M點,即P點位于M點右側.這樣,M、N、P三點電勢的高低關系是φN>φM>φP.
答案:φN>φM>φP
5解析:根據(jù)電場線的疏密可以判斷A點場強最大,由負電荷從A點移到B點,電場力做正功可知電勢φB>φA,結
8、合圖可知φC>φB>φA,即電勢最高的點是C點.
答案:A點 C點
6答案:C
7解析:根據(jù)電場線疏密和方向判斷EA<EB,φA>φB,B項正確.根據(jù)受力和運動方向判斷,正電荷從A點移到B點電場力做了正功.C項正確.負電荷在電勢低的地方電勢能大,可判斷D項錯.
答案:BC
8解析:處于靜電平衡狀態(tài)的導體:①內部場強為零;②導體是等勢體,可判斷A、D兩項錯,C項正確.現(xiàn)畫出靜電平衡后的電場線的分布如圖所示,A端從正感應電荷出發(fā)的電場線終止于Q,來自大地的電場線終止于B端的負感應電荷,大地電勢為零,沿電場線方向電勢降低,可知導體AB的電勢φ<0.B項錯,故選C項.
答案:C
9答案:BD
10解析:電荷從無窮遠處移至A點電場力做2.0×10-7 J的負功,從A至B點電場力做1.0×-7 J的正功.故把電荷從無窮遠處移至B點,電場力做功W3=(-2.0×10-7+1.0×10-7)J=-1.0×10-7 J.所以,電荷電勢能增加ΔEp=1.0×10-7 J.
由于無窮遠處電勢能為零,所以B點電勢能EpB=1.0×10-7 J.
故B點電勢=-10 V.
答案:電勢能增加1.0×10-7 J -10 V