电势差、电势能和等势面

电势差、电势能和等势面一、选择题1、在场强大小为 E 的匀强电场中，一质量 为 m、带电量为+q 的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为 0.8qE/m，物体运动 S 距离时速度变为零则A物体克服电场力做功 Qes B物体的电势能减少了 0.8qESC物体的电势能增加了 qES D物体的动能减少了 0.8qES2、一带电油滴在匀强电场 E 中的运动轨迹如图 中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从 a 运动到 b 的过程中，能量变化情况为（）A动能减小 B电势能增加C动能和电势能之和减小 D重力势能和电势能之和增加3、某静电场沿 x 方向的电势分布如图所示，则（）A在 0x 1 之间不存在沿 x 方向的电场B在 0x 1 之间存在着沿 x 方向的匀强电场C在 0x 2 之间存在着沿 x 方向的匀强电场D在 x1x 2 之间存在着沿 x 方向的非匀强电场4、光滑水平面上有一边长为的正方形区域处在场强为 E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为 m、带电量为 q 的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速 进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（）A0B C D5、如图，一绝缘细杆的两端各固定着一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于匀强电场中，电场方向如图中箭头所示。开始时，细杆与电场方向垂直，即在图中所示的位置；接着使细杆绕其中心转过 ，到达图中所示的位置；最后，使细杆移到图中所示的位置。以 W1 表示细杆由位置到位置过程中电场力对两小球所做的功，W 2 表示细杆由位置到位置过程中电场力对两小球所做的功，则有（）AW 10，W 20 BW 10，W 20 CW 10，W 20 DW 10，W 206、(在静电场中，将一电子从 A 点移到 B 点，电场力做了正功，则（）A电场强度的方向一定是由 A 点指向 B 点 B电场强度 的方向一定是由 B 点指向 A 点C电子在 A 点的电势能一定比在 B 点高 D电子在 B 点的电势能一定比在 A 点高7、一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的 A 点运动到 B 点，在此过程中该电荷作初速度为零的匀加速直线运动，则 A、B 两点电场强度 EA、E B 及该电荷的 A、B 两点的电势能 A、 B 之间的关系为（ ）AE A=EB BE AB8、如图所示，在粗糙水平 面上固定一点电荷，在点无初速释放一带有恒定电量的小物块，小物块在的电场中运动到点静止，则从点运动到点的过程中（）来源:学科网A小物块所受电场力逐渐减小 B小物块具有的电势能逐渐减小C点的电势一定高于点的电势 D小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功9、图中，a、b、c 、d、e 五点在一直线上， b、c 两点间的距离等于 d、e 两点间的距离。在 a 点固定放置一个点电荷，带电量为Q ，已知在 Q 的电场中 b、c 两点间的电势差为 U。将另一个点电荷q 从 d 点移动到 e 点的过程中（ ）A电场力做功 qUB克服电场力做功 Qu C电场力做功大于 qUD电场力做功小于 qU10.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的 一种装置，其中某部分静电场的分布如下图所示。虚线表示这个静电场在 xOy 平面内的一簇等势线，等势线形状相对于 Ox 轴、Oy 轴对称。等势线的电势沿 x 轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过 P 点（其横坐标为-x 0）时，速度与 Ox 轴平行。适当控制实验条件，使该 电子通过电场区域时仅在 Ox 轴上方运动。在通过电场区域过程中，该电子沿 y 方向的分速度 vy 随位置坐标 x 变化的示意图是（）A B C D11、如图，O 是一固定的点电荷，另一点电荷 P 从很远处以初速度 射入点电荷 O 的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线 MN。a 、b、c 是以 O 为中心，为半径画出的三个圆， 。1、2、3、4 为轨迹 MN 与三个圆的一些交点。以 表示点电荷 P 由 1 到 2 的过程中电 场力做的功的大小， 表示由 3 到 4 的过程中电场力做的功的大小，则（）A B CP、 Q 两电荷可能同号，也可能异号DP 的初速度方向的延长线与 O 之间的距离可能为零来源:学科网 ZXXK12、如图，虚线 a、b 和 c 是某静电场中的等势面，它们的电势分别为 、。 一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN 所示，由图可知（）A粒子从 K 到 L 的过程中，电场力做负功B粒子从 L 到 M 的过程中，电场力做负功C粒子从 K 到 L 的过程中，电势能增加D粒子从 L 到 M 的过程中，动能减少来源:学|科 |网二、综合题13、在与轴平行的匀强电场中，一带电量为 1.0×108 C、质量为 2.5×103 kg 的物体在光滑水平面上沿着轴做直线运动，其位移与时间的关系是 x0.16t0.02t 2，式中以米为单位，以秒为单位从开始运动到 5末物体所经过的路程为_，克服电场力所做的功为_14、（2005 辽宁）一匀强电场，场强方向是水平的。一个质量为 m 的带正电的小球，从 O 点出发，初速度的大小为 v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成 角的直线运动。求小球运动到最高点时其电势能与在 O 点的电势能之差。答案：16 ACD C AC A BC C C 712 AD ABD D D B AC提示：1、本题考查了电势能的知识和动能定理，带电量为+q 的物体在场强大小为 E的匀强电场中所受的电场力为 qE, 方向沿电场线方向，当物体逆电场方向的位移为 S 时电场力做负功 qES，电势能增加 qES.对于物体的动能的变化可以根据动能定理来判断，由物体的加速度可得物体所受的合外力为 0.8qE，故发生位移 S 时其动能减小 0.8qES.2、由图分析知，带电油滴受重力和电场力，电场力大于重力，电场力的正功大于重力的负功，所以动能增加，电势能减少，重力势能增加，又由能量守恒，可得出正确答案为C。3、由电场的基本性质可知，0x 1 间为等势面，故 A 项正确 B 项错由电势的线性减少可知 x1x 2 间存在沿 x 方向的匀强电场，故 C 项正确， D 项错4、考虑多种情况，其一：若 v0 与 E 方向在一条直线上，且电场力做负功，并有，则小球到达另一边缘时动能恰好为零，故 A 项对 其二，若 v0 与 E 方向垂直，则小球进入电场的同时发生偏转，则到达另一边缘时小球的动能为 ，故 B 项可能其三，若 v0 与 E 方向同在一条直线，电场力做负功，并使小球沿原路返回到达边缘，则小球受电场力做功为零，动能为 ，故 C 项亦可能5、电场力做功只与带电小球的始末位置有关，设杆长为 L，杆由 I 位置转到位置，电场力对正、负带电小球都做正功，大小都为 ，所以 ，杆由位置转到位置，电场力对正电小球做正功，对负电小球做负功，大小都为 ，所以 C 选项正确6、在静电场中，将电子从 A 点移到 B 点，电场力做正功，则电子从低等势面向高等势面运动，场强方向无法确定，但电势能减小，所以选项 C 正确7、负电荷在电场中，因只受电场力作用而做匀加速直线运动，可知电场为匀强电场，则 A 项正确负电荷逐渐加速，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故 D 项正确8、本题的 四个选项相对独立，分项进行讨论，从题干提供的信息可知，小物块与电荷 Q 带同种电荷(均为正电或均为负电)小球远离电荷 Q，据库仑定律判断，A 项正确；小物块从 MN，电场力做正功，电势能减小，B 项正确；若电荷 Q 为正电，则电势UMUN ，若电荷 Q 为负电，则 UMUN，故 C 项错误；据动能定理或功能关系， D 项正确9、该电场为点电荷产生的电场，从 ae 电势变化量不均匀，且 UbcU de，故点电荷q 从 d 点移到 e 点电场力做功且小于 qU故 D 项 正确10.在 x 轴负方向，电子所受电场力右偏下，则电子竖直速度沿 y 轴负方向不断增加，到达 O 点时竖直速度最大，到达 x 轴正方向，电子所受电场力左偏上，则竖直速度沿 y 轴负方向不断减小又由于在 x 轴负方向的电子运动处电场线比 x 轴正方向的电子运动处电场线 密，则加速度相应较大，则在 x 轴负方向的速度经过相同的水平距离，不能减小到零，所以 D 选项正确来源:学科网 ZXXK11、因为 RbR a=RcR b，且 EcE bE a，据 qU=F·s，可知|U 12|2|U 34|，则|W12|2|W 34|，故 B 项正确从点电荷 P 的弯曲运动轨道可知， P、Q 两电荷一定异号，故C 项错如果 P 的初速度方向线与 O 点之间的距离为零，则 P 点电荷的轨迹为一直线，故D 错12、由题 图和 Ua、U b、U c 关系可知，静电场是正的点电荷产生的电场当带正电粒子从 K 到 L 的过程中，粒子受到库仑斥力的作用，它克服电场力做功，其动能减少，电势能增加，故 A、C 项正确当带正电粒子从 L 到 M 的过程中，电场力做正功，粒子的动能增加，电势能减少，B、D 项错误13、解析：由位移与时间的关系式可知：v 0=0.16m/s， ，a=0.04m/s 2物体沿 x 轴方向做匀减速运动从开始运动到速度为零的时间，第 5s 内反方向做 a2=0.04m/s2 的匀加速运动， 因此开始 5s 内的路程为 s1s 2=0.34m5s末的速度 v2=a2t2=0.04m/s克服电场力做功 14、解析：设电场强度为 E，小球带电荷量为 q，因为小球做直线运动，它受的电场力 qE 和重力 mg 的合力必沿此直线，如图所示mg=qEtan 来源:学科网由此可知，小球做直线运动的加速度大小为 设从 O 到最高点的路程为 s， 运动的水平距离为 l=scos 两点的电势能之差W=qEl由以上各式得：