课时分层作业4 电势能与电势-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【名师导航】同步Word练习(粤教版)

课时分层作业(四)　 (建议用时：25分钟) 考点1　电场力做功与电势能 1．(多选)如图所示，在点电荷电场中一条电场线上依次有A、B、C三点，先把＋q的试探电荷依次放在三点上，然后把－q的试探电荷依次放在三点上，关于电荷的电势能的说法正确的是 (　 　) A．放上＋q时，EpA>EpB>EpC B．放上－q时，EpA<EpB<EpC C．放上－q时，EpA>EpB>EpC D．无论放＋q，还是－q，EpA<EpB<EpC AB　[为了比较电荷在不同位置上电势能的大小，只需根据电荷在这些位置间移动时电场力做的功来判断。放上＋q时，电荷从位置A到B到C，都是电场力做正功，电势能应减小，可见EpA>EpB>EpC；放上－q时，电荷从位置A到B到C，外力需克服电场力做功，电荷电势能应增大，即EpA<EpB<EpC，故AB正确，CD错误。] 2．如图所示的匀强电场中，有A、B、C三点，AB＝5 cm，BC＝12 cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向成60°角。一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从A移到B，电场力做功为W1＝1.2×10－7 J。求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； (2)该电荷从B到C，电荷的电势能改变多少？ [解析]　(1)由W1＝qE·AB得，该电场的电场强度大小为：E＝eq \f(W1,q·AB)＝eq \f(1.2×10－7,4×10－8×5×10－2) N/C＝60 N/C (2)该电荷从B到C，电场力做功为： W2＝F·BC·cos 60°＝qE·BC·cos 60° ＝4×10－8×60×12×10－2×0.5 J＝1.44×10－7 J 所以，该过程电荷的电势能减少1.44×10－7 J。 [答案]　(1)60 N/C　(2)减少1.44×10－7 J 考点2　电势 3．(多选)关于电势的高低，下列说法正确的是(　　) A．沿着电场线的方向电势逐渐降低 B．电势降低的方向一定是电场线的方向 C．正电荷只在电场力的作用下，一定向电势低的地方移动 D．负电荷只在电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方移动 AD　[沿着电场线的方向电势逐渐降低，故A正确；电势降低的方向不一定是电场线的方向，故B错误；若正电荷具有初速度，即使只受电场力作用，也可由低电势点向高电势点移动，故C错误；负电荷只在电场力的作用下由静止释放，一定向电势高的地方移动，故D正确。] 4．图甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在电场力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度－时间图象如图乙所示。关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．φA>φB，EA>EB　　　　 B．φA>φB，EA<EB C．φA<φB，EA>EB D．φA<φB，EA<EB C　[负电荷从A由静止释放(初速度为0)后，能加速运动到B，说明负电荷受到的电场力方向从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B两点的电势关系是φA<φB；负电荷从A运动到B的过程中，它的加速度是逐渐减小的(题图乙中曲线切线的斜率表示加速度)，由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，受到的电场力是逐渐减小的，由E＝eq \f(F,q)知，EA>EB，C正确。] 考点3　等势面的理解 5．(多选)如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则(　　) A．A点场强小于B点场强 B．A点场强方向指向x轴负方向 C．A点场强大于B点场强 D．A点电势高于B点电势 AD　[B点电场线比A点密，B点场强大于A点场强，故A正确，C错误；电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故B错误；由图中数据可知D正确。] 6．(多选)如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是(　　) A．质点在Q点时的电势能比P点时小 B．质点在Q点时的加速度方向与等势面a垂直 C．三个等势面中等势面a的电势最低 D．质点在Q点时的加速度比P点时大 AB　[质点带负电，曲线运动所受合外力指向轨迹的凹侧，结合电场线与等势面处处垂直，大致画出电场线如图实线。 沿电场线方向电势降低，所以φQ>φP，根据电势能Ep＝qφ可知EpQ＜EpP，A正确；质点在Q点受力方向与电场线在该点的切线方向相反，电场线和等势面处处垂直，根据牛顿第二定律可知质点在Q点时的加速度方向与等势面a垂直，B正确；沿电场线方向，电势降低，所以等势面a的电势最大，C错误；电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，则EQ<EP，D错误。] 7．如图所示，虚线1