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课后提升练(五) 电势能和电势
[对应学生用书P158]
1.(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.正电荷只在静电力的作用下,一定向电势低的地方移动
D.负电荷只在静电力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方移动
AD 解析: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,即使只受静电力作用,也可由低电势点向高电势点移动,故C错误;负电荷只在静电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。
2.如图所示,在某静电除尘器产生的电场中,带等量负电荷的两个微粒只受电场力作用,分别从p点沿虚线pm、pn运动,被吸附到金属圆筒上。下列说法正确的是( )
A.p点的电势高于n点的电势
B.微粒在p点的电势能小于在m点的电势能
C.微粒从p点到n点的动能变化量大于从p点到m点的动能变化量
D.微粒从p点到n点的电势能变化量等于从p点到m点的电势能变化量
D 解析:沿电场线方向,电势逐渐降低,则有φn>φp,故A错误;带负电的微粒从p点运动到m点,电场力做正功,电势能减小,则有Epp>Epm,故B错误;两微粒均只受电场力且做正功,由动能定理有qU=ΔEk,因其初末位置间电势差相等,电荷量q相同,则电场力做的正功相等,电势能减小量相等,两微粒的动能变化量相等,故C错误,D正确。
3.如图所示,Q是带正电的点电荷,P1、P2为其产生的电场中的两点,若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P1和P2两点的电势,则( )
A.E1>E2,φ1>φ2 B.E1>E2,φ1<φ2
C.E1<E2,φ1>φ2 D.E1<E2,φ1<φ2
A 解析:由正电荷周围电场线的特点可知E1>E2,沿电场线方向电势逐渐降低,可知φ1>φ2,A正确。
4.(多选)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。则( )
A.a、b两点的场强相等 B.a、b两点的电势相等
C.c、d两点的场强相等 D.c、d两点的电势相等
ABC 解析:本题考查圆环形带电体的电场与电势分布。由题图可知,带电圆环上半部分带正电,下半部分带负电,电势由上至下降低,在圆环上关于ab对称地截取两小段,ab连线直径上的点为等量异种点电荷电场的连线中点,可知ab连线上点的电势相等,故B正确;同理可知,c点电势高于d点电势,故D错误;由电场叠加原理和对称规律可知,a、b两点电场强度大小相等,方向相同,同理可知,c、d两点电场强度大小相等,方向相同,故A、C正确。
5.(2021·陕西西安一中高三上月考,多选)将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点,则( )
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比b点的高
C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大
D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功
ABD 解析:由题图可知,a处电场线比b处密,所以Ea>Eb,A正确;沿着电场线的方向电势不断降低,a点电势高于不带电金属球的电势,不带电金属球的电势高于b点电势,所以φa>φb,B正确;负电荷在高电势点的电势能小,C错误;检验电荷-q从a点移动到b点时,电势能增大,故电场力做负功,D正确。
6.(2021·安徽合肥第十一中学高二上月考)如图甲所示,AB是电场中的一条直线,电子以某一初速度从A点出发,仅在电场力作用下沿AB运动到B点,其v t图像如图乙所示。关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB的关系,下列判断正确的是( )
A.EA>EB B.EA=EB
C.φA=φB D.φA<φB
A 解析:由vt图像可知,电子做的是加速度越来越小的变减速运动,电子受到的电场力就是其所受的合外力,则电场力越来越小,由F=Eq可知,电场强度越来越小,即EA>EB,A正确,B错误;由于电子带负电,其所受的电场力方向与场强方向相反,则电场强度的方向应为由A指向B,由沿电场线方向电势越来越低,可得φA>φB,C、D错误。
7.一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,下列说法正确的是( )
A.油滴带正电
B.电势能增加
C.动能增加
D.重力势能和电势能之和增加
C 解析:由题图的轨迹可知静电力大于重力且方向向上,由电场方向知油滴带负电,则从a到b静电力做正功,油滴电势能减少