电势能、电势、电势差练习题

电势能、电势、电势差练习题 【基础达标】 1．如图所示点电荷电场中，将检验电荷从 A 点分别移到以点电荷为中心的同一圆周 上的 B、C、D、E 各点，则电场力做的功：（） A．从 A 到 B 做功最多．B．从 A 到 C 做功最多 C．从 A 到 E 做功最多．D．做功一样多 【答案】 D 【解析】 因为虚线所示的 圆面是等 势面， 则 AE 、AD 、AC 、AB 之间的电势 差相等，所以根据W=Uq 可知将 检验电 荷从 A 点分 别移到以点 电荷为 中心的同一 圆周上的 B、C、D、E 各点， 则电场 力做的功相等，故 选 D. 2．（多选）如图所示,一圆环上均匀分布着正 电荷 q，x 轴垂直于环面且过圆心 o。 下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中错误的是：（） A．从 o 点沿 x 轴正方向，电场强度先增大后减小， 电势一直降低 B．从 o 点沿 x 轴正方向，电场强度先增大后减小， 电势先降低后升高 C．o 点的电场强度为零，电势最低 D．o 点的电场强度不为零，电势最高 【答案】 BCD 【解析】 根据对称性可知， 圆环 上的电荷在 O 点产生的合 场强为 零，而无 穷远处电场强 度也为零，故 电场强 度先增大后减小，根据电场的叠加原 理可知， x 轴上电场强 度方向向右，沿 电场 方向电势 减小，故 O 点的电 势最高，故 BCD 错误 A 正确； 3．（多选）如图所示，ac 和 bd 为正方形 abcd 的对角平分线，O 为正方形的中 心．现在 abc 三点分别放上电荷量相等的三个正 电荷，则下列说法正确的是： （） A．O 点电场强度的方向垂直于 ac 由 O 指向 d B．从 O 到 d 电势逐渐升高 C．将 b 点的电荷移到 O 点时，d 点的电场强度变小 D．将带正电的试探电荷由 O 移到 d，该电荷的电势能逐渐减少 【答案】 AD 【解析】 ac 两点在 O 点形成的 电场和场强为 零，故 O 点的 场强就是 b 点的 电荷在 O 点的场强，其方向垂直于ac 由 O 指向 d，将 b 点的 电荷移到 O 点时，d 点的电场强 度变大，选项 A 正确， C 错误；根据 电势叠加原 理可知，从 O 到 d 电势逐渐降低，将 带正电的试探电荷由 O 移到 d， 该电 荷的电势 能逐渐减少， 选项 B 错误，D 正确；故 选 AD. 4．（多选）一带负电的粒子只在电场力作用下沿 x 轴正向运动，其电势能 EP 随位 移 x 变化的关系如图所示，其中 O～x2段是对称的曲线，x2～x3是直线段，则下列 判断正确的是：（） A．x1处电场强度最大 B．x2～x3段是匀强电场 C．x1、x2、x3处电势 的关系为 D．粒子在 O～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动 【答案】 BC 【解析】 因 EP-x 图线的斜率等于 电场强 度的大小，可知x1 处电场强 度为 零， 选项 A 错误；x2～x3段斜率不 变，所以是匀 强电场 ，选项 B 正 确； 带负电 的粒子在 x1、x2、x3处的电势 能逐渐变 大，故 电势 φ1、 φ2、φ3、的关系 为 φ1＞φ2＞φ3，选项 C 正确；在 O～x2 段场强是非 匀强电场 ，故粒子在 O～x2 段做非匀 变速运动，x2～x3段是匀 强电 场，故做匀 变速直线运动，选项 D 错误；故选 BC 。 5．如图所示，在匀强电场中，将带电荷量 q＝－6×10－6C 的电荷从电场中的 A 点 移到 B 点，克服电场力做了 2.4×10－5J 的功，再从 B 点移到 C 点，电场力做了 1.2×10－5J 的功．求： （1）A、B 两点间的电势差 UAB和 B、C 两点间的电势差 UBC； （2）如果规定 B 点的电势为零，则 A 点和 C 点的电势分别为多少？ （3）作出过 B 点的一条电场线（只保留作图的痕迹，不写做法）． 【答案】（1）4 V－2V （2）4V 2V （3） 【解析】： （1）。 （2）UAB=φA-φB，UBC=φB-φC又 φB=0，解得 φA=4V,φ C=2V。 （3）取 AB 的中点 D，D 点的电势为 2V，连接 CD，为等势线，电场线与等势线 垂直，由高电势指向低电势，如图所示． 【能力提升】 1．如图，a、b 是真空中两个带等量正电的点电荷，A、B 两点在两电荷连线上且关 于两电荷连线的中垂线对称，O 为中点。现将一负点电荷 q 由 A 点沿 ab 连线移到 B 点，下列说法中正确的是：（） A．A 点电势高于 O 点电势 B．A 点电势高于 B 点电势 C．电荷 q 移动过程中，电势能一直减少 D．电荷 q 移动过程中，电场力先做正功后做 负功 【答案】 A 由于 a、b 带电量相同，故两 电荷合电场 的方向 为由 A 指向 O，由 B 指向 O，由此可知由于沿着电场线 的方向 电势将降低，故 A 项说 法正 确；由 a、b 带电量相同，可知其中垂线上各点 电势 相等，由 对称性可 知 AB 两点 电场强 度相等，从 AB 两点移 动相同电荷到 O 点电场力的功 相等，故其 电势相同， B 项说法不正确； 负点电荷 q 由 A 点沿 ab 连线 移到 B 点的 过程中，从 A 点到 O 点电场力做 负功电势 能增加，从 O 点 到 B 点电场 力做正功 电势能减小，故 C 项、D 项说 法均不正确。 2．（多选）如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的 P 点，固定一电荷 量为＋Q 的点电荷．一质量为 m、带电荷量为＋q 的物块（可视为质点的检验电 荷），从轨道上的 A 点以初速度 v0沿轨道向右运动，当运动到 P 点正下方 B 点时速 度为 v.已知点电荷产生的电场在 A 点的电势为（取无穷远处电势为 零），P 到物 块的重心竖直距离为 h，P、A 连线与水平轨道的夹角为 60°，k 为静电常数，下列 说法正确的是：（） A．物块在 A 点的电势能 B．物块在 A 点时受到轨道的支持力大小 为 C．点电荷+Q 产生的电场在 B 点的电场强度大小 D．点电荷+Q 产生的电场在 B 点的电势 【答案】BD 【解析】 因 A 点的电势为，则物块在 A 点的电势能，选项 A 错误； PA 之间的库仑力为：，则物块在 A 点时受到轨道的支 持力大小为，选项 B 正确； 点电荷+Q 产生的电场在 B 点的电场强度大小 由能量守恒关系可知： ，选项 D 正确；故选 BD. ，选项 C 错误； ，解得： 3．（多选）如图所示，M、N 两点有两等量异种点 电荷，a、b、c 表示电场中的 3 条等势线，b 是 M、N 连线的中垂线，a、c 关于 b 对称。点 d、e、f、g 是以 O 为 圆心的圆与 a、c 的交点。已知一 带负电的试探电荷从 d 点移动到 e 点时，该电荷的 电势能增加。以下判断正确的是：（） A．M 点处放置的是正电荷 B．d 点的电势高于 f 点的电势 C．d 点的场强与 f 点的场强相同 D．将带正电的试探电荷沿直线由 d 点移动到 f 点，电势能先增大后减小 【答案】 ABC 【解析】 因带负电 的试探电荷从 d 点移动到 e 点时，该电 荷的电势能增加， 故 d 点电势高于