高二物理练习题

B点为零电势，则电荷在A点的电势能EPA为 ；A点的电势 = 。 9、电子在A点的电势能EPA为-4ev，在B点的电势能为4ev，则A点的电势 为 V，B点的电势 = V，若电子由A运动到B，A的动能改变量EKB-EKA= 。 三、计算题： 10、有一个电量q=-3×10-6C的点电荷，从某电场中的A点移动到B点，电荷克服电场力何做了6×10-4J的功，从B点移至C点，电场力对电荷做了9×10-4J的功，设B点为零电势，求：A、C两点的电势 和 各为多少？ 11、将带电量为1×10-8C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1×10-6J，问： ⑴电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？ ⑵A点的电势是多少？ ⑶若电场力可以把带电量为2×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？电场力做了多少功？（取无限远处为电势零点） 12、如图所示，小球的质量为m，带电量为q，悬挂小球的丝线与竖直方向成 角时，小球恰好在匀强电场中静止不动，丝线长度为l，现将小球拉回到悬线竖直的方向上来，则拉力至少做多少功？ 【能力提升】 1、下列关系电势高低的判断，正确的是（ ） A、正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点电势一定较低 B、正电荷只在电场力作用下，从A点移到B点，A点电势一定较高 C、负电荷从A点移到B点，外力做正功，A点电势一定较高 D、负电荷从A点移到B点，电势能增加，A点电势能一定较低 2、如图所示，a、b两点电势相同，电场强度也相同的是（ ） A B C D 3、一带电导体如图所示，已知表面A点的电场强度是EA=100N/C，B点的场强EB=1N/C，一点电荷只在电场力的的下，第一次从A点到无限远，每二次从B点到无限远，两次最初的加速度之比aA：aB= ，若初速为零，则末速度之比vA：vB= 。 4、如图所示，倾角为300的直角三角形底边长为2L，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点处固定一正电荷Q，让一个质量为m的带正电的点电荷q从斜面顶端滑下（不脱离斜面），已测得它滑到仍在斜面上的垂足D处速度为v，加速度为a，方向沿斜面向下，问该质点滑到斜面底端C点时的速度和加速度各为多少。 §5电势差 【典型例题】 【例1】在某电场中的A、B间移动电量为q的电荷时，电荷的电势能变化 跟电荷电量q的比值为5.0V，如果在A、B间移动电量为2q的电荷时，AB两点间电势差为多少？如果没有在AB间移动电荷，这时A、B间电势差为多少？ 【解析】有同学可能错误地认为⑴AB两点间电势差2.5V⑵AB间电势差0V 产生错误的原因是没有真正理解电势能和电势差这两个不同概念的物理意义，错误地把电势差定义式UAB= 理解为电场中两点的电势差与被移动电量成反比。又因为电势差在数值上等于移动单位电量（1C）电荷时电势能的改变量，所以移动2C电量电荷时U变为2.5V。其次错误地认为如果在AB间没有电荷移动，则无电势能的改变（ ）故AB间电势差为零，必须指出电场中两点的电势差反映电场本身的属性只要存在电场，沿电场线方向的两点间便存在电势差，这与在两点间是否移动电荷，以及电荷的电量大小无关。 所以题目中两种种情况电势差均为5.0V。 【例2】如图所示，点电荷Q形成电场，现把一个q＝－2.0×10-8C试探电荷由无穷远处分别移到电场中的A、B、C三点，电场力做正功还是负功？若移动电荷分别做功为6.0×10-7J、4.0×10-7J、1.0×10-7J，以无穷远处为零电势点，这三点的电势分别为多少？若选择B点为零电势点，这三点的电势又分别为多少？ 【解析】⑴负电荷受到的电场力方向与位移方向一致，故电场力做正功 ⑵设无穷远处与A点的电势差为U A，则有U A= =-30V 而U A= =-30V由题意 =0 所以 =30V 同理可得 =20V =5V ⑶因为UAB= - =（30-20）V=10V 若 =0，则 =UAB=10V，同理 =-15V 【例3】如图所示，在场强为E的匀强电场中，一电子（电量为e，质量为m）从电场中的A点沿电场线方向以速度v0运动，到达B点是时速度为零，求： ⑴A、B两点间电势差UAB为多少？哪点电势高？ ⑵电子从A点运动到B点所用时间为多少？ ⑶A、B两点间距离为多大？ 【解析】⑴电子在电场中只受电场力，电场力做功，由动能定理得 WAB= A、B两点的电势差UAB= 因为UAB＞0，所以 ＞ 即A点电势高 ⑵以v0为正方向，从A至B设运动时间为t，由动量定理得-Eet=0-mv0 t= ⑶设A、B两点的距离为s，由动能定理得 -Ees=- 故 s= 【基础练习】 7、 选择题： 1、关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是：（ ） A、电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定 B、电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定 C、电势差是矢量，电场力做的功是标量 D、在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零 2、下列说法中正确的是：（ ） A、重力做功与路径无关，与移动物体的初末位置的竖直高度差有关，即WAB=mghAB B、静电场力做功与路径无关，与移动电荷的初末位置的电势差有关，即WAB=qUAB C、重力对物体做正功，其重力势能能减少，做负功则重力势能增加 D、静电场力对正电荷做正功，正电荷电势能减少，对负电荷做正功，负电荷电势能减少 3、正电荷在电场中沿某一电场线从A到B，此过程中可能出现的是：（ ） A、电场力的大小不断变化 B、电场力的大小保持不变 C、电荷克服电场力做功 D、电荷的电势能不断减小 4、如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是：（ ） A、电势 ＞ ，场强EA＞EB B、电势 ＞ ，场强EA＜EB C、将+q电荷从A点移动到B点电场力做正功 D、将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EPA＞EPB 5、如图A、B为两等量异号电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab=bc，则：（ ） A、a点与c点的电场强度相同 B、a点与c点的电势相同 C、a、b间电势差与b、c间电势差相等 D、点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不做功 6、在静电场中，一个带电量q=2.0×10-9C的负电荷从A点移动到B点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为4.0×10-5J，质点的动能增加了8.0×10-5J，则A、B两点间的电势差大小为：（ ） A、2×10-4V B、1×104V C、4×104V D、2×104V 8、 填空题： 7、如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为 ，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1= ；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2= ；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3= 。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是 。 8、如图所示，A、B是一条电场线上的两个点，有一正电荷q=3×10-5C，它在B点时具有的电势能比它在A点具有的电势能大6×10-3J，则电场强度方向由 指向 ，A、B间的电势差UAB= 。 9、如图所示，三条虚线表示匀强电场中的三个等势面，电势分别为+5V、0、-5V，在电场中O点放一点电荷+q，以该点电荷为圆心作一圆，点电荷在圆周是产生的电势为5V，则图中A、B、C、D各点的电势分别为： A= ； B= ； C= ； D= ； 9、 计算题： 10、一个带负电的粒子，q=-2.0×10-9C，在静电场中由a点运动到b点，在这过程中，除电场力外，其它力作的功为6.0×10-5J，粒子动能增加了8.0×10-5J ，求a、b两点间电势差Uab等于多少？ 11、在匀强电场中如图所示分布着A、B、C三点，当一个电量q=10-5C的正电荷从A点沿AB线移到B点时，电场力做功为零；从B移到C处时，电场力做功为－1.73×10-3J，试判断该电场的方向，算出场强的大小。 12、固定不动的正点电荷A，带电量为q=1.0×10-6 C，点电荷B从距A无穷远的电势为零处移到距A为2cm、电势为3000V的P点，电场力做功为1.8×10-3J。若把B电荷从P点由静止释放，释放瞬间加速度大小为9×109m/s2，求B电荷能达到的最大速度。 【能力提升】 1、将一正电荷从无穷远处移向电场中M点，电场力做功为6.0×10-9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10-9J，则M、N两点的电势 m、 n有如下关系（ ） A、 m＜ n＜0 B、 n＞ m＞0 C、 n＜ m＜0 D、 m＞ n＞0 2、两带电小球的电荷量分别为+q和-q，固定在一长度为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示，若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在转动过程中电场力做的功为（ ） A、0 B、qEL C、2 qEL D、 qEL 3、在匀强电场中，A、B两点连线与电场线的夹角如图所示，将正电荷由A点移动到B点电场力做10J正功，电场线方向向上。若A、 B相距0.20m，正电荷电量为4×10-4C，则A、B间电势差为 ，该匀强电场的场强为 。 4、一个质量为m、带有电荷-q的小物体距O点为x0，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox正方向，如图所示，小物体以初速度vo沿Ox轴正方向运动，运动时受到大小不变的摩擦力f的作用，且f＜qE，设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它停止运动前所通过的路程？ §6电势差与电场强度的关系 【典型例题】 【例1】关于匀强电场电势差和场强的关系，正确的说法是：（ ） A、在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大 B、任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积 C、电势减小的方向必定是场强的方向 D、沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等 【解析】匀强电场的场强可以用E= 来计算，式中的d是电场中两点沿电场线方向的距离。若是沿电场线方向两点的距离相等，那么电势差大的场强才必定大，选项A错误；由d的意义可知选项B错误；电势减小得最快的方向才是场强方向，选项C错误；在匀强电场中，由U=Ed可知，选项D正确。【答案D】 【例2】如图所示，匀强电场中有A、B、C三点，它们的连线构成一个直角三角形，AB＝0.12m，AC＝0.05m，把一电荷量q＝－1×10-8C的点电荷从B点移到C点，电场力做功为5×10-7J，把点电荷从B点移到A点，电场力做功仍为5×10-7J，由此可知电场强度的方向为 ，电场强度的大小为 ，B、C两点带电电势差是 。 【解析】由题意可知：电荷从B移到A、C两点，电场力做功相等，表明电荷在A、C两点的电势能相等，故A、C两点具有相同的电势，A、C两点在同一等势面上，由于电场线垂直于等势面，所以场强方向与AC连线垂直；又由于负电荷从B移到A或C时电场力做正功，表明负电荷受到的电场力方向由B指向等势面AC，故场强方向应当由等势面AC指向B，即由A指向B。 B、C两点的电势差UBC＝ A、 C两点在等势面上，UBA＝UBC＝50V，由图示可知AB垂直于AC，故场强： 【例3】如图所示，为某一电场的电场线和等势面。已知 则：（ ） A、 B、 C、 D、上述情况都有可能 【解析】虽然题中给出的电场不是匀强电场，但仍可利用U=Ed定性地进行分析，由图示可知，a、b间的场强应大于b、c间的场强，而ab=bc，故Uab＞Ubc，即 a- b＞ b- c EMBED Equation.3 b＜ 即 b＜4V 【答案C】 【基础练习】 10、 选择题： 1、关于静电场的说法中正确的是：（ ） A、在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 B