1、 高二物理电势与电势能练习题一、电场力的功1、特点:电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。2、计算方法（1）由公式 W = qEd（d 为电荷初末位置在电场方向上的位移）（2）由公式 （ 为电荷初末位置 AB 间电势差,注意下标的使用）ABqUAB（3）由电场力做功和电势能的变化的关系： 分别是电荷电场中(.ABPBPAEA、B 两点的电势能）（4）由动能定理： K其 他 力电 场 力二、电势能1.电势能：电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能）2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点(通常选大地或无限远处)过程中电场力做的功。E PA=WA电场力做正功，电势能减少；
2、电场力做负功，电势能增加；电场力不做功，电势能不变。三、电势.定义： PA为试探电荷在该点的电势能，q 为电荷量，可以带符号运算。PA2.单位：伏特 V，1V=1J/ 3.电势是标量，有正负，但没有方向。规定大地或无限远电势为零。4.物理意义：描述电场能的特性，由场源电荷量和相对位置来决定，与是否放试探电荷无关。5.电势高低判断的三种方法(1)根据公式计算： ，带符号代入运算。qEPA(2)沿着电场线的方向电势是降低的，逆着电场线方向电势是升高的。四、电势差1.定义： ，与零电势点的选取无关。ABUBAU2.与电场力做功的关系： （任何电场成立，可带符号运算）ABWqU3. 在匀强电场中电势差
3、与电场强度的关系：(1)电场强度等于沿电场线单位距离上的电势差(2)公式U/d，U 是指两点间的电势差，d 是指这两点间沿电场线方向的距离，或者相邻等势面间的距离，因此电场强度是电势降落最快的方向。(3)U=Ed 只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时，E 越大处，d 越小，即等势面而越密集。(4)匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落相等。五、等势面1、定义：电场中电势相等的点构成的面叫等势面。2、等势面与电场线的关系（1）电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面。（2）电场线越密的地方，等势面也越密集，场强也越大（3）沿
4、等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，正电荷电场力做正功，负电荷电场力做负功。（4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具（5）实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线。课后练习：1静电力做功的特点：不论 q 在电场中由什么路径从 A 点移动到 B 点，静电力做的功都是 的静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关，与电荷经过的路径 2电势能：电荷在 中具有的势能叫做电势能，用字母 表示，单位 . 电势能是相对的与重力势能相似，与参考位置的选取有关3静电力做功与电势能的关系 (1) 静电力做的功 电势能改变量的多少，公式 WAB (2) 电荷在某点的电势能，
5、等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功4电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 ，叫做这一点的电势，用 表示 ，定义式： ，在国际单位制中，电势的单位是伏特 (V)，1 V1 JC ；电势是标量，只有大小，没有方向5电场线与电势：电场线指向电势 的方向6等势面：电场中电势 的各点构成的面叫做等势面电场线跟等势面 7、在静电场中，下列说法正确的是（ ）A电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零 B电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 C电场强度的方向总是跟等势面垂直的 D沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的 8关于电场线和等势面，正确的说法是 （ ）A电场中电势越高的地
6、方，等势面越密 B电场中场强越大的地方，电场线越密C没有电场线的地方，场强为零 D电场线和等势面一定垂直9某带电粒子仅在电场力作用下由 A 点运动到 B 点，电场线、粒子在 A 点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定 ( )A粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度B粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能C粒子在 A 点的电势能小于它在 B 点的电势能DA 点的电势高于 B 点的电势10如图所示，Q 是带正电的点电荷，P 1和 P2为其电场中的两点，若 E1、E 2为 P1、P 2两点的电场强度的大小， 1、 2为 P1、P 2两点的电势，则（ ）AE 1E2， 1 2 BE 1E2
7、， 1 2 DE 1 BC CF AFBFC，W ABFBFC，W AB BC14.如图所示，实线表示匀强电场的电场线，虚线表示一个带电粒子射入该电场后的运动轨迹，a、 b 是轨迹上的两个点。不计重力下列说法中正确的是 A.该带电粒子一定是从下向上通过该匀强电场的B.该匀强电场的场强方向一定是从左向右C.该带电粒子在 a 点的电势能一定大于在 b 点的电势能 D.该带电粒子在 a 点的动能一定大于在 b 点的动能15.图中 a、 b 是两个点电荷，它们的电量分别为 Q1、 Q2， MN 是 ab 连线的中垂线， P 是中垂线上的一点。下列哪种情况能使 P 点场强方向指向 MN 的右侧？ A.Q
8、1、 Q2都是正电荷，且 Q1|Q2|C.Q1是负电荷， Q2是正电荷，且| Q1|Q2|16.一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，能量变化情况为 A.动能减小 B.电势能增加C.动能和电势能之和减小 D.重力势能和电势能之和增加17、如右图在点电荷 Q 产生的电场中，虚线表示等势面，实线表示 粒子（带正电）穿过电场时的轨迹，A、B 为轨迹与两等势面的交点，则下列说法正确的是 AQ 可能是正电荷，也可能是负电荷 B电势 A B，粒子动能 EkAEkBC电势 AEPB D场强 EAEkB18、在点电荷
9、Q 的电场中，一个电子通过时的轨迹如图实线所示，a、b 为两个等势面，则下列判断中正确的是AQ 为负电荷 B运动中，电子总是克服电场力做功C电子经过两等势面的动能 EkaEkb D电子在两等势面上的电势能 EpaEpb19一个带正电的质点，电量 q=2.0109 C，在静电场中，由 a 点移到 b 点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为 6.0105 J，质点的动能增加了 8.0105 J，求 a、b 两点间的电势差 Uab为多少？20如图所示，竖直实线为电场线，质量为 m，电量为q 的质点 P 从电场边缘 A 射入电场，并沿直线 AB 从 B 飞出，AB 直线与电场线夹角为 ，A、B 两
10、点相距为 d，则 A、B 两点的电势差为多少？21.一长为 L 的细线，上端固定，下端拴一质量为 m、带电荷量为 q 的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中.开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在 A 点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过 60角时，小球到达 B 点且速度恰好为零.试求： (1) AB 两点的电势差 UAB；(2)匀强电场的场强大小；(3)在 A、B 两处绳子拉力的大小。22.如图所示，一根长 L=1.5m 的光滑绝缘细直杆 MN，竖直固定在场强为 E=1.0105N/C、与水平方向成 =30角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端 M 固定一个带电小球 A，电荷量Q=+
11、4.5106 C；另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动，电荷量 q=+1.0106 C，质量m=1.0102 kg。现将小球 B 从杆的上端 N 静止释放，小球 B 开始运动。(静电力常量 k=9.0 109Nm2/C2取 g=10m/s2)(1)小球 B 开始运动时的加速度为多大? (2)小球 B 的速度最大时，距 M 端的高度 h1为多大? (3)小球 B 从 N 端运动到距 M 端的高度 h2=0.61m 时，速度为 v=1.0m/s，求此过程中小球 B 的电势能改变了多少?答案1C 2BC 3BD 4BD 5A 6C 7B 薄 8D 9 110 4V10. 粒子运动方向与 mg、Eq
12、方向有夹角，仍做直线运动，所以 Eq=mg UAB= cosdqmg11. （1）设电子进入平行金属板时的速度 ，则有0v2001veU由做类平抛运动 运动加速度tvl021atdda解得 运动时间 金属板长 l 为Uema0（2）由动能定理可得 )2(00eEk12. 20/vdLUq13. （1）电场力与重力平衡时做匀速运动 2qcdnmg第 n+1 滴做匀速直线运动 12qdn（2）液滴到达 b 板时速度为零就不能到达 cNUh2)(第 N+1 滴不能到达 )(12chgN14. 2103N/C； 0.3m。15. (2) (3) mg qmLUAB/3qmgE/316. 解：（1） （
13、3 分）16314.0.0.4J8.0WqEd J（2） （1 分）0kt（2 分）214158.0J90JktEv （3） 21kttEmv（2 分）smvtt /0.6/0.5914（1 分）tho2所以 （1 分）svto1.0.624（4）圆形， （1 分）253/40/. smsmqEa（1 分）1tvRo（1 分）2ah22215.0)4.(0.43(mahvtSo17. 解：（1）开始运动时小球 B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得masinqELQkmg2解得 a代入数据解得：a=3.2m/s 2 (2)小球 B 速度最大时合力为零，即mgsinqEhkQ21解得 sik1代入数据解得 h1=0.9m (3)小球 B 从开始运动到速度为 v 的过程中，设重力做功为 W1，电场力做功为 W2，库仑力做功为 W3，根据动能定理有2321m1W1mg（L-h 2） W2=-qE(L-h2)sin 解得 sin)hL(qE)h(gv223设小球的电势能改变了 E P，则E P（W 2W 3） 2mv1)hL(gEE P8.210 2 J
