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“四翼”检测评价(四) 电势能与电势
组—重基础·体现综合
1.如图所示,在电场强度为E的匀强电场中,将电荷量为+q的点电荷从电场中A点经B点移动到C点,其中AB⊥BC,AB=4d,BC=3d,则此过程中静电力所做的功为( )
A.3qEd B.4qEd C.5qEd D.7qEd
解析:选B 静电力做功与路径无关,只和初、末位置有关,从B点到C点静电力不做功,故全程静电力做功为W=qE×4d=4qEd,选项B正确。
2.(2023·浙江1月学考)某一区域的电场线分布如图所示,A、B、C是电场中的三个点,则( )
A.C点的电场强度最大
B.A点电势比B点电势高
C.负电荷在A点由静止释放后沿电场线运动
D.负电荷从B点移到C点过程中克服电场力做功
解析:选D 电场线越密处场强越大,因此B点电场强度最大,选项A错误;沿电场线方向电势降低,A点电势比B点电势低,选项B错误;带电粒子在电场中沿电场线运动应具备的两个条件即电场线为直线和粒子的初速度方向与电场强度方向在同一直线上,由题图可知,负电荷在A点由静止释放,不会沿电场线运动,选项C错误;从B到C电势降低,由于是负电荷,电势能增加,克服电场力做功,选项D正确。
3.在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和电场强度都相同的是( )
解析:选C 因为电势是标量,并且a、b在题中的四个电场中具有对称性,故四个电场中a、b两点的电势都是相等的,而电场强度是矢量,A图中两对称点的电场强度大小相等、方向相反;B图中两个电场叠加后,a点的电场强度方向斜向右上方,b点的电场强度方向斜向右下方;C图中a、b两点的电场强度大小相等,方向都是水平向右;D图中a点的电场强度方向向上,b点的电场强度方向向下,因此只有选项C正确。
4.如图所示,虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面电势差相等,一个带正电的粒子以一定的初速度进入电场后,只在电场力作用下沿实线轨迹运动、粒子先后通过M点和N点,由此可判断出( )
A.N点的电势高于M点的电势
B.粒子在N点的电势能比在M点的电势能小
C.粒子在M点的速率小于在N点的速率
D.粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
解析:选A 粒子带正电,受到的电场力与电场强度方向相同,一定指向轨迹凹侧,且垂直于等势面指向电势降低一侧,所以从a到d电势逐渐降低,则N点的电势高于M点的电势,故A正确;根据Ep=qφ可知粒子在N点的电势能比在M点的电势能大,故B错误;根据能量守恒定律可知粒子在N点的动能比在M点的动能小,所以粒子在M点的速率大于在N点的速率,故C错误;等势线越密集的位置电场强度越大,所以粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力小,故D错误。
5.(2022·浙江1月学考)正点电荷的电场线和等势线如图所示,下列说法正确的是( )
A.a点的电势比d点的高
B.b点的电场强度比c点的小
C.正点电荷从c点移到b点,静电力做正功
D.负点电荷从c点沿圆弧移到d点,电势能增大
解析:选A 沿电场线方向,电势降低,结合等势面的特点可得,a点的电势比d点的高,A正确;电场线的疏密表示电场的强弱,b点的电场线比c点密,b点的电场强度比c点大,B错误;正点电荷从低电势点c移到高电势点b,静电力做负功,C错误;负点电荷从c点沿圆弧移到等电势d点,电势能不变,D错误。
6.(多选)如图所示,点电荷固定于Q点,一带电粒子在库仑力作用下,做以Q为焦点的椭圆运动。M、N为椭圆长轴端点上的两点,下列说法正确的是( )
A.带电粒子与点电荷的电性相同
B.带电粒子与点电荷的电性相反
C.带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
D.带电粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
解析:选BD 带电粒子绕点电荷做椭圆运动,受到的库仑力时刻指向点电荷,故带电粒子与点电荷的电性相反,A错误,B正确;带电粒子由M点向N点运动时,电场力做负功,电势能增加,C错误,D正确。
7.某电场的等势面如图所示,A、B、C是等势面上的三点,下列说法正确的是( )
A.负点电荷在A点受到的电场力小于在C点受到的电场力
B.将正点电荷从A点移到C点,电场力做负功
C.负点电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
D.正点电荷在B点的电势能大于在C点的电势能
解析:选D 由题图可知,相邻两等势面电势的差值相等,等势面的疏密反映了电场强度的大小,故A点的电场强度大于C点的电场强度,根据F=Eq知负点电荷在A点受到的电场力大于在C点受到的电场力,A错误;将正点电荷从A点移到C点,电势降低,正点电荷电势能减小,电场力做正功,B错误;A、B在同一等势面上,负点电荷在A、B两点的电势能相等,C错误;B点电势大于C点电势,正点电荷在B点的电势能大于在C点的电势能,D