寒假作业(二) 电势能、电势差、电势差与电场强度的关系-【步步维赢·优练必刷】2024-2025学年高二物理寒假作业

高二物理寒假作业（二） 电势能、电势差、电势差 与电场强度的关系 知一识点一记 精典=题练 1.判断电势能大小的几种方法 1.如图所示，A、B、C为电 将电荷量、电势连同正负号一起代入公 场中同一电场线上的三 公式法 式Ep=qg,正Ep的值越大，电势能越 大：负E。的绝对值越大，电势能越小 点.设电荷在电场中只受电场力作用，则 正电荷在电势高的地方电势能大 下列说法正确的是 电势法 负电荷在电势低的地方电势能大 A.若在C点无初速度地释放正电荷，则 静电力做正功，电势能减小 做功法 静电力做负功，电势能增大 正电荷向B点运动，电势能减少 在电场中，若只有静电力做功时，电荷的动 能量守 B.若在C点无初速度地释放正电荷，则 能和电势能相互转化，动能增大，电势能减 恒法 小：反之，动能减小，电势能增大 正电荷向A点运动，电势能增加 2.对电场力做功公式WB=gUAB的理解 C.若在C点无初速度地释放负电荷，则 (1)公式WB=qUB适用于任何电场， UAB为电场中A、B两点间的电势差。 负电荷向A点运动，电势能增加 (2)公式中各量均有正负，计算中W和U D.若在C点无初速度地释放负电荷，则 的角标要相互对应，即WAB=qUAB,WA 负电荷向B点运动，电势能减少 =qUm. 3.关于场强E的几个表达式 2.关于静电场，下列说法正确的是( 公式 适用范围 说明 A.负电荷沿电场线方向移动时，电势能 E=F 定义式，q为试探 任何电场 q 电荷的电量 增大，电势降低 Q为场源电荷的电 B.负电荷沿电场线方向移动时，电势能 E-4Q 真空中点电荷 量，E表示与点电 r 形成的电场 荷相距r处的某点 减小，电势降低 的场强 C.电场强度大的位置电势一定高，电场 U为沿电场线方向 Ea 匀强电场 上相距为d的两点 强度小的位置电势一定低 间的电势差 D.电场强度为零的点，电势一定为零 3.如图所示，实线表示一 0.6V A.C点的电势pc=5V 0.4V 簇关于x轴对称的等势 .2 B.C点的电势oc>5V 面，在x轴上有A、B两 C.C点的电势pc<5V 点，则 ( D.负电荷在A点的电势能大于在B点 A,A点场强小于B点场强 的电势能 B.A点场强方向指向x轴负方向 7.(多选)若在某电场中将5.0×10-8C的 C.A点场强大于B点场强 电荷由A点移到B点，静电力做功6.0 ×103J,则 ( D.A点电势低于B点电势 A.A、B两点间的电势差为1.2×105V 4.下列关于电势差和电场力做功的说法， B.A、B两点间的电势差为3.0×1010V 正确的是 C.若在A、B两点间移动2.5×108C的 A.电势差是矢量，电场力做的功是标量 电荷，则静电力做功3.0×103J B.在两点间移动电荷，电场力不做功，则 D.若在A、B两点间移动1.0×107C的 两点间的电势差为零 电荷，则静电力做功3.0×1017J C.在两点间被移动的电荷的电荷量越 8.(多选)如图所示，在电场中古→ 少，则两点间的电势差越大 任意取一条电场线，电场线上的a、b两点 D.在两点间移动电荷时，电场力做正功， 相距为d,则 则两点间的电势差大于零 A.a点的场强一定大于b点的场强 5.如图所示为某静电 B.a点的电势一定高于b点的电势 场等势面的分布，电 C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E 量为1.6×10-9C 40V-30V-20Y-10V 为a点的场强)》 的正点电荷从A点经B、C两点到达D D.a、b两点间的电势差在数值上等于单位正 点，从A至D,电场力对电荷做的功为 电荷由α点沿任意路径移动到b点的过 ( 程中电场力所做的功 A.4.8×10-8J B.-4.8×108J 9.将带电荷量为6×106C的负电荷从电场 C.8.0×10-8J D.-8.0×10-8J 中的A点移到B点，克服电场力做了3× 6.如图所示，在某电场中画 105J的功，再从B点移到C点，电场力 出了三条电场线，C点是 做了1.2×105J的功，则电荷从A点移 A、B连线的中点.已知A 到B点，再从B点移到C点的过程中，电 点的电势为PA=30V,B 势能 ;如果规定A点的电势能为 点的电势为9=一20V,则下列说法正 零，则该电荷在B点和C点的电势能分别 确的是 为 ·5 10.如果把电荷量为q=1.0×108C的电 (2)q未移入电场前，A点的电势是 荷从无限远处移到电场中的A点，需要 多少？ 克服静电力做功W=1.2×10J, 那么： (1)q在A点的电势能和A点的电势各 是多少？ ·6F,-kQq.F:-qE. 正确，B错误；电场强度与电势没有直接的关 系，则电场强度大的位置电势不一定高，电场强 由于F1=F2,所以qE=k 0 度小的位置电势不一定低，电场强度为零的点， 2.E=9 +0 电势可能为零，也可能不为零，故C、D错误 3.A由电场线与等势面 0.6y 正电荷所受静电力方向与 E 0.4V 的关系可知，电场线一定 0.2 场强方向相同，故匀强电 E2 与等势面垂直，且从电势 场方向沿db方向. 较高的等势面指向电势 (2)试探电荷放在c点，有： 较低的等势面，作出相对 E√E+E=EE-2k8, 应的电场线分布，如图所 示，可知A、B两，点处的场强方向应与x轴同向，由 所以F,=qE,=V2kQ9,方向与ac方向成45°角 电场线的疏密可知，A,点处的场强E4小于B点处 斜向下 的场强EB,A正确. (3)试探电荷放在b点：E。=E2十E=2E= 4.B电势差是标量，其正、负号不表示方向，故A 269. 错误：两点间的电势差与被移动电荷的电荷量 无关，故C错误；若在两点间移动负电荷时，电 所以F。=qE。=2kg,方向沿db方向. 场力做正功，则这两，点间电势差为负值，故D错 误，只有B正确. 答案：(1)k9 方向沿dh方向 5.B由于电场力做功只与初、末位置的电势差有 关，与路径无关，所以从A到D,或从A经B、C (2)k 方向与ac方向成45°角斜向下 到D,电场力做功为W=qUD=1.6×10”C× (3)2kg (-40V+10V)=-4.8×10-8J,B正确 方向沿db方向 6.C从电场线的分布情况可以看出9A一9e>P 10.解析：在O点的场强大小为E,=k91 一9m,所以有9e<5V,C正确，A,B错误；因为 负电荷在电势高的地方电势能较小，所以D 3×10N/C,方向由O指向B:-q在O点的 错误. 场强大小为E,=k9:=2.4×10N/C,方 7.AC由公式W=gU可得，电势差U=W 5.0X10V=1.2×10V,选项A正确，选项 6.0×10 向由O指向B.设感应电荷在O,点处产生的场 强大小为E·由静电平衡条件知E=E,十E B错误：若移动2.5×108C的电荷，静电力做 =5.4×10N/C,方向由O指向A. 功W=qU=2.5×10×1.2×10°J=3.0× 答案：5.4×10N/C,方向由O指向A 103J,选项C正确；若移动1.0×10C的电 高二物理寒假作业（二）电势能、电势差、电势差 荷，静电力做功W,=gU=1.0×107×1.2× 与电场强度的关系 10J=1.2×10-2J,选项D错误. 1.A若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷所受 8.BD场强方向不能表示场强大小，A项错误： 电场力向右，则正电荷向B点运动，电场力做正 沿场强方向电势降低，B项正确：因为此电场不 功，电势能减少；若在C点无初速度地释放负电荷， 一定是匀强电场，C项错误：由电势差的定义知 负电荷所受电场力向左，则负电荷向A点运动，电 D项正确 场力做正功，电势能减少 9.解析：Wx=Ws十W=(-3×105+1.2X 2.A负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负 10)J=-1.8×105J. 功，电势能增加，由=可知电势降低，故A 可见电势能增加了1.8×105J.如果规定A点 q 的电势能为零，由公式得该电荷在B,点的电势 ·46 能为EB=E1一WB=0一WB=3X105J. 的电场力先减小后增大，故E一x图象的斜率 同理，C点的电势能为E以=EA一WM=0 也应是先减小后增大，D错误. W=1.8×103J. 3.C粒子在电场中做类平抛运动，由匀变速直线 答案：增加了1.8×105J3×105J1.8× 运动规律h=2ai以及牛顿第二定律a=阳， 105J 10.解析：(1)静电力做负功，电势能增加，无限远 可知a粒子的比荷一定大于b粒子的比荷，故 处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为 选项A、B、D错误，选项C正确. 零，即9=0，E=0. 4,D平行板电容器电容的表达式为C=,将 由WA=E一EM得EM=Ee一WA=0一 极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容 (-1.2×10-J)=1.2×10-J. C变小，由于极板间电压不变，据Q=CU知，极 再由-号释9=12X10V 板上的电荷量变小，再考虑到极板间电场强度 (2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点 E=吕由于U,d不变，所以板板间电场张度不 是否有电荷存在无关，所以？未移入电场前，A 变，选项D正确 点的电势仍为1.2×10V. 答案：(1)1.2×104J1.2×10V 5.C电子在两极板间做类平抛运动，水平方向 (2)1.2×10'V 1=1=,竖直方向d-名a=, 高二物理寒假作业（三）电容器、带电粒子 2nda,故 在电场中的运动 即dc故C正确 1.C电容器保持和电源连接，电压U一定，在平 行板电容器中插入电介质，由C=知电容 6.C加速电场中qU=m,匀强磕场中B 增大，由C=号知带电荷量增加，电容器充电. 加发，即R=贺由质量之比和电荷量之比可得 U。:vH=√1：2，R。:RH=√2tI,再由圆周运 电路中有由b到a方向的电流通过电流计，故A 错误.减小平行板电容器两极板间的距离，由C 动中T=2,最终可得T,:Tn=2:1. 衣a知电容增大，由C-号知带电荷量增加， E,S 7.C粒子从进入金属板间至到达N板的过程 电容器充电，电路中有由b到a方向的电流通 中，由动能定理得一gEd=0一号mw,所以带 过电流计，故B错误.减小平行板电容器两极板 的正对面软：由C=品如电容该小：由C=吕 2E设改 电粒子离开M板的最远距离为d= 变条件后带电粒子离开M板的最远距离为x, 知带电荷量减小，电容器放电，电路中有由a到b 若电压提高为原来的2倍，则金属板间的电场 方向的电流通过电流计，故C正确.同理，D错误 2.B带正电的粒子从O点向A点运动过程中， 强度也为原来的2倍，则x=2,故C正确.结合 d 电场线先变疏再变密，电场强度先变小后增大， 上面分析可知，若使初速度减小为原来的7，则 故电场力和粒子的加速度也是先变小后变大，B 正确：粒子从O向A运动，一直加速，但加速度 x=A错误，若电压提高为原来的4倍，则全 先变小后变大，其速度一时间图象的斜率也是 先变小后变大，A错误；从O到A,电场强度先 属板间的电场强度也为原来的4倍，则工= 4 变小后变大，单位长度上的电势降落也应是先 变小后变大，C错误：根据E=)mm=F,知 故B错误，若初追度减小为原来的号，电压变为 E:一x图象的斜率为力F,从O到A粒子所受 原来的2倍，则=号D错误。 ·47·