内容正文:
4.电势能和电势
1.
电场线分布如图所示,电场中a、b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb,电势分别为φa和φb,则( )
A.Ea>Eb,φa>φb
B.Ea>Eb,φa<φb
C.Ea<Eb,φa>φb
D.Ea<Eb,φa<φb
解析: 电场线的疏密表示电场强度的大小,得Ea<Eb,所以A、B错误.沿着电场线方向电势降低,所以C正确,D错误.
答案: C
2.关于等势面,下列说法正确的是( )
A.电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用,所以说电场力不做功
B.在同一个等势面上各点的场强大小相等
C.两个不等电势的等势面可能相交
D.若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度能反映场强的大小
解析: 等势面由电势相等的点组成,等势面附近的电场线跟等势面垂直,因此电荷在等势面上移动时,电场力不做功,但并不是不受电场力的作用,A错.等势面上各点场强大小不一定相等,等势面不可能相交,B、C错.等差等势面的疏密反映场强的大小,D对.
答案: D
3.在电场中,把电荷量为4×10-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8 J,以下说法中正确的是( )
A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 J
B.B点的电势是15 V
C.电荷的电势能增加了6×10-8 J
D.电荷的电势能减少了6×10-8 J
解析: 电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定零势能点,B点的电势、电势能才有确定的值,所以A、B错.克服静电力做功6×10-8 J,则电势能增加了6×10-8 J,所以C对D错.
答案: C
4.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两点电势和场强都相同的是( )
解析: 本题考查电场的叠加.因为电势是标量,并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;而电场强度则是矢量,所以A图中点电荷的电场对称点的电场强度大小相等方向相反;B图中叠加后a点斜向右上方,b点斜向右下方;C图中叠加后都是水平向右;D图中叠加后a点向上,b点向下.因此只有选项C正确.
答案: C
5.
三个点电荷电场的电场线分布如图所示,图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb,电势分别为φa、φb,则( )
A.Ea>Eb,φa>φb
B.Ea<Eb,φa<φb
C.Ea>Eb,φa<φb
D.Ea<Eb,φa>φb
解析: 由图可以看出a处电场线更密,所以Ea>Eb,根据对称性,a处的电势应与右侧负电荷附近对称点的电势相等,再根据沿电场线方向电势降低可以判定φb>φa.故C项正确.
答案: C
6.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则( )
A.b点的电场强度一定比a点大
B.电场线方向一定从b指向a
C.b点的电势一定比a点高
D.该电荷的动能一定减小
解析: 电场力做负功,该电荷电势能增加.正电荷在电势高处电势能较大,C正确.电场力做负功,同时电荷可能还受其他力作用,总功不一定为负.由动能定理可知,动能不一定减小,D错.电势高低与场强大小无必然联系,A错.b点电势高于a点,但a、b可能不在同一条电场线上,B错.
答案: C
7.
两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中( )
A.做直线运动,电势能先变小后变大
B.做直线运动,电势能先变大后变小
C.做曲线运动,电势能先变小后变大
D.做曲线运动,电势能先变大后变小
解析: 带负电的粒子以速度v进入电场后,电场力的方向与v的方向不在一条直线上,故带负电的粒子做曲线运动,先由低电势面运动到高电势面,然后由高电势面运动到低电势面,所以电势能先减小后增大,选项C正确,选项A、B、D错误.
答案: C
8.如图甲所示,Q1、Q2为两个固定点电荷,其中Q1带正电,它们连线的延长线上有a、b两点.一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图象如图乙所示.则( )
A.Q2带正电
B.Q2带负电
C.试探电荷从b到a的过程中电势能增大
D.试探电荷从b到a的过程中电势能减小
解析: 逐项分析如下:
选项
诊断
结论
A
由v-t图,v↓,故试探电荷受向左的库仑力,因此Q2带负电
×
B
同选项A
√
C
由于静电力(库仑力)做负功,其电势能增大
√
D
同选项C
×
答案: BC
9.
如图所示,实线为不知方向的3条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C