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第1章第4节电势能和电势练习题及答案解析1.在电场中( )
A.某点的电场强度大,该点的电势一定高
B.某点的电势高,检验电荷在该点的电势能一定大
C.某点的场强为零,检验电荷在该点的电势能一定为零
D.某点的电势为零,检验电荷在该点的电势能一定为零
解析:选D.场强大处电势不一定高,A错;由Ep=qφ知:正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大,在电势为0处电势能为0,故B、C错,D对.
2.如图1-4-6所示,Q是带正电的点电荷,P1和P2为其电场中的两点.若E1、E2分别为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P1、P2两点的电势,则( )
图1-4-6
A.E1E2,φ1φ2 B.E1E2,φ1φ2
C.E1E2,φ1φ2 D.E1E2,φ1φ2
解析:选A.由E=知E1E2,由电场线方向P1指向P2知,φ1φ2,故A对.
3.(2011年天津红桥区高二检测)如图1-4-7所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是( )
图1-4-7
A.电势φAφB,场强EAEB
B.电势φAφB,场强EAEB
C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少
D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能EpAEpB
解析:选BC.顺着电场线电势逐渐降低,即φAφB,由电场线疏密可知,EAEB,故A错、B对.由电场力做功与电势能变化的关系可知,+q从A移到B,电场力做正功,电势能减少,C对,负电荷从A移到B,电场力做负功,电势能增加,EpAEpB,故D错.
4.在如图1-4-8所示的负点电荷产生的电场中,一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E(在以O为圆心的圆周上),则下列情况正确的是( )
图1-4-8
A.从A到B电场力做功最大
B.从A到E电场力做功最大 标 第 一 网
C.电场力做功一样多
D.A点比D点电势高
解析:选C.B、C、D、E在同一等势面上,所以检验电荷在这四点时的电势能相等,由WAB=EpA-EpB可知,C正确;在-Q的电场中,D点离源电荷远,所以D点的电势比A点高,故D错.
5.如图1-4-9所示,在电场强度为E=104 N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长L=1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2 kg、电荷量为q=5×10-6 C、带正电的小球.细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动.现将杆由水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,电场力对小球做功多少?小球电势能如何变化?
图1-4-9
解析:电场力做功与路径无关.在小球由A运动到最低点B的过程中,电场力对小球做的正功为W=qEL=5×10-6×104×1 J=0.05 J.电场力对小球做正功,小球电势能减少,减少的电势能为0.05 J.
答案:见解析
一、选择题
1.两带电小球,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1-4-10所示.若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°,则在此转动过程中电场力做的功为( ) w w w .x k b 1.c o m
图1-4-10
A.0 B.qEl
C.2qEl D.πqEl
解析:选C.电场力对两小球均做正功,大小与路径无关,对每个小球做功为qEl,共为2qEl.故C正确.X k b 1 . c o m
2. (2011年吉安高二检测)如图1-4-11所示,在O点的点电荷+Q形成的电场中,试探电荷+q由A点移到B点电场力做功为W1,以OA为半径画弧交OB于C,再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2,则C点移到B点电场力做功为W3,则三者关系为( )
图1-4-11
A.W1=W2=W30 B.W1W2=W30
C.W1=W3W2=0 D.W3W1=W2=0
解析:选C.因A、C两点处于同一等势面上,所以W1=W30,W2=0.所以C正确.
3.(2011年聊城高二检测)下列关于电势高低的判断,正确的是( )
A.负电荷从P点移到M点,电势能增加,P点电势一定较低
B.负电荷从P点移到M点,电势能增加,M点电势一定较低
C.正电荷从P点移到M点,电势能增加,P点电势一定较低
D.正电荷从P点移到M点,电势能增加,M点电势一定较低
解析:选BC.负电荷从P点移到M点,电势能增加,电场力做负功,电场力方向由M点到P点,电场线方向由P到M,故M点电势较低,所以A错B对.同理可得C对D错.
4.如图1-4-12所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q且CO=OD,ADO=60°.下列判断正确的是( )
图1-4-12
A.O点电场强度为零
B.D点电场强度为零
C.若将点电荷+
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