假期作业(3)电势能和电势 电势差-【百汇大课堂·寒假作业】2024-2025学年高二物理假期作业

假期作业 假期作业（三）电势能和电势 电势差 ·知识要点 (2)等势面与电场线的关系 ①电场线跟等势面 1.静电力做功的特点 ②电场线由 的等势面指向 (1)特点：在静电场中移动电荷时，静电力所 的等势面. 做的功与电荷的起始位置和终止位置有关， …素苏测评 与电荷 无关 A● (2)适用范围：结论对于匀强电场和非匀强 1.在如图所示的电场中，将一个 电场均适用 负电荷从A点移到B点，下列 B 2.电势能 说法正确的是 ( (1)概念：电荷在电场中的势能叫作电势能， A.A点场强比B点大 可用E。表示. B.电荷在A点受力大 (2)大小：电荷在某点的电势能，等于把它从 C.整个过程电场力做负功 该点移动到 位置时 所做 D.整个过程电势能减小 的功 2.下列关于电场的叙述中，正确的是() (3)与静电力做功的关系：静电力做的功等 A.电荷在某点的电势能，等于把该电荷从 于电势能的 ,用公式表示WB= 这点移动到零势能面位置时静电力做 电场力做正功，电势能 的功 电场力做负功，电势能 B.电场强度和电势能都是由电场本身决定 3.电势 的，与放入电场中的试探电荷的电荷量 无关 电荷在电场中某一点的 与它的 定义 C.匀强电场中任意两点间的电势差，等于电 的比值 场强度与这两点间距离的乘积 公式 D.电荷A、B的电势能分别为EA=2J, E.=-5J,则电荷B的电势能更大 在国际单位制中，电势的单位是 3.关于静电场，下列说法正确的是( 单位 符号为 ,1V= A.只有体积小的带电体才能被看成点电荷 B.电荷在电势高处电势能大，电势低处电势 4.电势差 能小 电场中两点间电势的差值叫作 ,也叫 C.元电荷的数值与一个电子电荷量的数值 与电势零点的选取无关， 相等，且带负电 5.等势面 (1)定义：电场中 的各点构成的面 D,公式-，适用于任何情况的静电场。 叫作等势面， 且9与E,和q均无关 有太代商二寒假·物理 4.某电场中电场线分布如图所 A.尘埃带正电 示，电场中a、b两点的电场 B.图中A点场强大于B点场强 强度大小分别为E。、E6,电势 C.图中A点电势高于B点电势 分别为9。、%，则 D.尘埃在迁移过程中电势能增加 A.Ea>E69>9% B.E。>E6,9<9% 8.如图是匀强电场遇到空 C.E<E6,p>96 D.E。<E6,9.<9% 腔导体后的部分电场线 5.关于静电场，下列结论普遍成立的是() 分布图，电场线的方向如 A.电场强度大的地方电势高，电场强度小 图中箭头所示，M、N、Q 的地方电势低 是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周 B.在正电荷或负电荷产生的静电场中，电场 上的三点，OQ连线垂直于MV.以下说法正 强度方向都指向电势降落最快的方向 确的是 C.电场中任意两点之间的电势差只与这两 A.O点电势与Q点电势相等 点的电场强度有关 B.将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电 D.将正点电荷从电场强度为零的一点移动 势能减少 到电场强度为零的另一点，静电力做功 C.M、O间的电势差大于NO间的电势差 为零 D.在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电 6.一个点电荷，从电场中的A点移到B点的 场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上 过程中，电场力做功为零，则 ( 9.为避免闪电造成损害，高大 A.A、B两点的电场强度一定相等 的建筑物会装有避雷针，已 B.该点电荷一定沿等势面移动 知产生闪电的积雨云底层 C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向 带负电，由于静电感应，避 总是垂直 雷针的尖端带上了正电.图 中虚线为避雷针周围的等 D.A、B两点的电势一定相等 7.如图为静电除尘机工作原理示意图，其中 差等势线，a、b两点的场强大小分别为E。、 “放电极”与静电高压电源的负极相连，“集 E6,a、b两点的电势分别为p。、,一带负电 的雨滴从a下落至b,则 ( 尘极”与静电高压电源的正极相连.废气先 经过一个机械过滤装置再进人静电除尘区， A.p>9 B.E。>Eb 尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉 C.雨滴在a点的电势能小于在b点的电 积，以达到除尘的目的，图中虚线为电场线 势能 (方向未标).不考虑尘埃在迁移过程中的相 D.雨滴从a下落至b的过程中，电势能减少 互作用和电荷量变化，则下列说法正确的是 10.(多选)某电场中的一条AB ( 电场线如图所示，下列判断正确的是() 机械过滤 三静电除牛 】集尘极 A.E>EBA> A ⊙：放电极净化后的空 B.EA<EB,PA与PB无法判断大小 B C.EA与EB大小关系无法确定，PA>P 集极 D.可能有EA=EB9A>9B 8 假期作业劣丰 11.有一个带电荷量q=一3×106C的点电 12.带电量为+3×106C的粒子先后经过电 荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克 场中的A、B两点，该过程粒子克服电场力 服静电力做6×10一4J的功，从B点移到C 做功6×10J,已知B点电势为50V,求： 点，静电力对电荷做9×10一J的功，问： (1)该粒子的电势能增加或减少了多少？ (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)A、B间两点间的电势差： (2)如以B点电势为零，则A、C两点的电 (3)A点的电势： 势各为多少？电荷在A、C两点的电势能 (4)另一电量为一3×10-6C的电荷在A点 各为多少？ 具有的电势能。 9假期作业 小球间距离变大,F变小,所以拉力变小,故细线拉力 确定,电场强度大小变化情况不确定,则电荷所受电 大小T; 大于T。,B错误;绳子与竖直方向夹角正切值 场力大小变化情况不确定,加速度变化情况无法判 断,故A错误,B正确;越过O点后,负电荷q做减速 g 运动,则点电荷运动到O点时速度最大,电场力为零。 来的,所以tanθ与tan02之比为4:1.C错误;两小 加速度为零,故C正确;根据电场线的对称性可知,越 过O点后,负电荷a做减速运动,加速度的变化情况无 球距离为2d时,绳子与竖直方向夹角正切值为 法判断,故D错误.] tan0一 ,故小球B在小球 Q ng 10.AD[由等量异种电荷周围电场线的分布可知,c两点 场强相同,A对,B错;cd中点场强最小,从c点到d点 Q 场强先变小后变大,D对,C错.] D正确,] 11.解析(1)在距Q为r的位置放一电荷量为a的检验 7.CD[当两点电荷均为正电荷时,若电荷量相等,则它 电荷。 们在P点的电场强度方向沿NM方向,当Q>Q 时,则6点电荷在P点的电场强度比a点弱,所以电场 强度合成后,方向偏右,故A错误,当Q是正电荷,Q 根据电场强度的定义得E-F 是负电荷时,点电荷在P点的电场强度方向沿P连 线方向,而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连 线方向,则合电场强度方向偏右,不论电量大小关系, (2)穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比 仍偏右,故B错误,当Q是负电荷,Q。是正电荷时,/ M2 点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线方向,而a # # 点电荷在P点的电场强度方向沿Pa连线方向,则合 答案(1)见解析 电场强度方向偏左,不论它们的电量大小关系,仍偏 左。故C正确;当Q、Q:是负电荷时,b点电荷在P点 12.解析 (1)对小球受力分析可得小球带正电,则有 的电场强度方向沿Pb连线方向,而a点电荷在P点 tan37。-E 的电场强度方向沿Pa连线方向,由于lQlQ。l,则 ng 合电场强度方向偏左,故D正确。1 解得-1×10-C 8.BD[根据几何关系得ab间、be间、ac间的距离r一 (2)小球受重力mg、绳的拉力T和7* 3R,根据库仑力的公式得a、b、c间的库仑力大小F一 静电力F作用,如图所示,根据共点 力平衡条件和图中几何关系 有7- mg ^3c受到的两个力夹角为 解得T-5.0×10-3N (3)将电场改为坚直向上后,小球将绕悬点摆动,根 据动能定理有 错误,B正确;a、么在O点产生的场强大小相等,根据 解得-1m/s. 答案(1)1×10-C 正电(2)5.0×10-N 生的场强方向是由a指向O,b在O点产生的场强方 (3)1m/s 向是由b指向O,由矢量合成得a、b在O点产生的场 假期作业(三) 电势能和电势 电势差 知识要点 1.(1)经过的路径 2.(2)零势能 静电力 (3)减少量 矢量合成法则得a、b、c在O点产生的场强E'一 W.A一E 减少 增加 3.电势能 电荷量 伏特 V 14.电势差 电压 2^,方向由0O→c.选项D正确] 5.(1)电势相同 (2)①垂 直 ②电势高 电势低 9. BC [在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向 素养测评 O→P,负点电荷q从P点到O点运动的过程中,电场 1.C [电场线越密的地方电场强度越大,所以场强E4 力方向P→O,速度越来越大,但电场线的疏密情况不 E,电场力F-qE,FA<F,电荷在A点受力小,故 51 #1# 高二寒假·物理 A、B错误,一个负电荷从A点移到B点,电场力的方 知,O点的电势比Q点的电势高,选项A错误;M点的 向与运动的方向相反,电场力做负功,电荷的电势能 电势比Q点的电势高,负电荷从高电势移动到低电势 增加,故C正确,D错误,] 电场力做负功,电荷的电势能增加,选项B错误;根据 2.A [由功能关系知E-E=W,若E-0,则 电场分布可知,OM间的平均电场强度比NO之间的平均 E 一W.,即电势能等于把它从这点移动到零势能位 电场强度大,故由公式U一Ed可知,OM间的电势差大于 置时静电力所做的功,A正确;电场强度的大小由电 NO间的电势差,选项C正确;在Q点释放一个正电荷, 场本身的性质决定,与放入电场中试探电荷的电量大 正电荷所受电场力将沿与该点电场线的切线方向,斜向 小无关,而电势能为E。一q,与放入电场中的试探电 上,选项D错误.] 荷的电荷量有关,B错误;匀强电场中任意两点间的电 9.D [电场线由正电荷出发终止于负电荷,则电场线方 势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的 向向上,沿电场线方向电势降低,则 ,故A错 乘积,C错误;电荷A、B的电势能分别为Ea-2J. 误;等差等势线的疏密表示电场的强弱,则E E.,故 E=一5J,电荷A的电势能更大,D错误。] B错误;因 ,雨滴带负电,负电荷在电势高的地 3.D [带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状 方电势能小,所以雨滴在a点的电势能大于在点的 电势能,故C错误;a、b连线上的电场线方向向上,则 及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带 带负电的雨滴所受电场力方向向下,向下运动时电场 电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自 力做正功,电势能减小,故D正确,] 身大小形状无具体关系,A错误;正电荷在电势高的 10.CD[因只有一条电场线,故不能确定电场线的疏 地方电势能大,电势低的地方电势能小;负电荷在电 密,所以E. 与E:大小关系无法确定,A、B错误;因 势高的地方电势能小,电势低的地方电势能大,B错 为顺着电场线电势逐渐降低,故,如果是匀强 误;元电荷跟一个电子电荷量数值相等,但不是带负 .E是电势的比值定义式,适用于 电场,则E一E,C、D正确.] 电,C错误;公式一 11.解析 (1)点电荷由A移向B克服静电力做功,即静 任何情况的静电场,静电场中某点的电势由电场本 电力做负功,WA--6×10-+1 WAB_-6x10- 身决定,与试探电荷的电势能、电荷量无关,D正确。] UAB= 1=-310V=200V. 4.A [因为a点电场线较b点密集,可知E.E;沿电 W二- U 9×10-4 场线电势降低,则,故选A.] -310-V--300V 5.B [电势与电场强度没有直接关系,所以电场强度大 Uc-Uc+UpA=-Uc+(-UA) 的地方电势不一定高,电场强度小的地方电势不一定 -300V-200V-100 V. 低,故A错误;沿电场方向电势降低,而且降低最快,故 (2)若q=0,由UAB-A-B得 B正确;由公式U一Ed可知,两点之间的电势差与场强 -UA-200V. 和两点间沿电场线方向的距离都有关,故C错误;场强 由UBc一B-c得 为零,电势不一定为零,电场力做功与电势的变化有关, $=-Unc=0-(-300)V-300 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一 电荷在A点的电势能 点,电势可能变化,所以电场力可能做功,故D错误。] E=A--3$10-t200]--6$10-41 6.D [电场的特点、点电荷移动的轨透都不知道,故与电 电荷在C点的电势能 场的强度无关,故A、B错误;点电荷从A点移到B点的 E$ -c--3$10-x300]--9t10-J. 过程中,电场力做功为零,说明了两点之间的电势差为0. 答案 (1)200V -300V 100V A、B两点的电势一定相等,作用于该点电荷的电场力与 ($2)200300 -610-]-9X10-*] 其移动方向不一定总是垂直,故C错误,D正确, 12.解析(1)由题意,粒子克服电场力做功6×101,则 7.B [集尘极带正电,尘埃在电场力的作用下向集尘极 该粒子的电势能增加6×10J; 迁移并沉积,故尘埃带负电,A错误;电场线的疏密程 (2)A、B间两点间的电势差 度表示电场强度的大小,由题图可知A点的电场线更 UB一 密,故A点的电场强度大于B点的电场强度,B正确 集尘极带正电,电场线方向由集尘极指向放电极,又 (3)电势差UA=A-n,又B=50V,则A点的电$ 沿电场线方向电势降低,所以题图中A点电势低于B 势 =UA+--200V+50V--150V; 点电势,故C错误;尘埃在迁移过程中,电场力做正 (4)电量为一3×10-C的电荷在A点具有的电势能 功,电势能减小,故D错误,] E-A--310-C$(-150V-4.5X10-1. 8.C [根据电场线与等势线垂直特点,在O点所在电场 答案(1)电势能增加了6×10J(2)一200V 线上找到Q点的等势点,根据沿电场线电势降低可 (3)-150V(4)4.5×10-+J 52