人教版高中物理必修第3册课后习题 第十章 静电场中的能量 1.电势能和电势.docVIP

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第十章静电场中的能量

1.电势能和电势

合格考达标练

1.(湖北武汉一中期末)如图所示是以电荷+Q为圆心的一组同心圆(虚线),电场中有A、B、C、D四点。现将一带电荷量为q的正点电荷由A点沿不同的路径移动到D点,沿路径①做功为W1,沿路径②做功为W2,沿路径③做功为W3,则()

A.W2W3W1B.W1=W2=W3

C.W2W3W1 D.W3W2W1

答案B

解析因为静电力做功只与电荷在电场中的初、末位置有关,而与电荷运动路径无关,故沿三条路径将点电荷由A移动到D的过程中,静电力做功相等,选项B正确,A、C、D错误。

2.(山东潍坊高二模拟)

某静电除尘设备集尘板的内壁带正电,设备中心位置有一个带负电的放电极,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹,A、B是轨迹上的两点,C点与B点关于放电极对称,下列说法正确的是()

A.A点电势高于B点电势

B.A点电场强度小于C点电场强度

C.烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能

D.烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能

答案C

解析由沿电场线方向电势降低可知,A点电势低于B点电势,A错误;由题图可知,A点处电场线比C点处密集,因此A点的电场强度大于C点的电场强度,B错误;烟尘颗粒带负电,从A到B的过程中,电场力做正功,动能增加,烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能,电势能减小,烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能,C正确,D错误。

3.如图所示为某点电荷形成的电场,A、B为电场线上两点,则()

A.点电荷带负电,EAEB

B.点电荷带正电,EAEB

C.点电荷带负电,φAφB

D.点电荷带正电,φAφB

答案C

4.下列说法中正确的是()

A.沿电场线的方向,电场强度一定越来越小

B.沿电场线的方向,电势一定越来越低

C.电荷沿电场线方向移动,电势能逐渐减小

D.在静电力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动

答案B

解析电场线的方向就是电场强度的方向,同时也是电势降低的方向,但不一定是电场强度减小的方向,故选项A错误,选项B正确。只有沿电场线方向移动正电荷,电荷电势能才减小,负电荷则相反,故选项C错误。因为不知道电荷的初速度,所以选项D错误。

5.(辽宁锦州一中期中)在电场中把一个电荷量为-6×10-8C的点电荷从A点移到B点,克服静电力做功3×10-5J;将此电荷从B点移到C点,静电力做功为4.5×10-5J。

(1)若将此电荷从A点移到C点,电荷的电势能变化多少?

(2)若A点的电势为零,则B、C两点的电势分别为多少?

答案(1)减少1.5×10-5J(2)-500V250V

解析(1)依题意从A点移到B点静电力做功WAB=-3×10-5J,

从B点移到C点静电力做功WBC=4.5×10-5J,

从A点移到C点,静电力做功为

WAC=WAB+WBC=-3×10-5J+4.5×10-5J=1.5×10-5J;

故从A点移到C点电势能减少1.5×10-5J。

(2)设B、C点的电势分别为φB、φC,有:

φA-φB=EpA

φA-φC=EpA

解得φB=-500V,φC=250V。

6.

如图所示,在电场强度为E=104N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长l=1m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2kg、电荷量为q=5×10-6C的带正电的小球。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,静电力对小球做功多少?小球电势能如何变化?

答案0.05J电势能减少0.05J

解析静电力做功与路径无关。在小球由A运动到最低点B的过程中,静电力对小球做的正功为

W=qEl=5×10-6×104×1J=0.05J

静电力对小球做正功,小球电势能减少,减少的电势能为0.05J。

等级考提升练

7.(多选)如图所示,图中的实线表示电场线,虚线表示只受静电力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定 ()

A.M点的电势高于N点的电势

B.M点的电势低于N点的电势

C.粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力

D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能

答案AD

解析沿着电场线的方向电势降低,故选项A正确,选项B错误;电场线越密,电场强度越大,同一粒子受到的静电力越大,故选项C错误;粒子从M点到N点静电力做正功,所以电势能减小,所以选项D正确。

8.(多选)如图甲所示,Q1、Q2为两个固定点电荷,其中Q1带正电,它们连线的延长线上有a、b两点。一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图像如图乙所示。则()

A.Q2带正电

B