当前位置:首页 >> 理化生 >>

高二物理电势与电势能练习题


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=qE·d(d 为电荷初末位置在电场方向上的位移)

? qU AB ( U AB 为电荷初末位置 A→B 间电势差,注意下标的使用) (3)由电场力做功和电势能的变化的关系: WAB ? EPA ? EPB ( EPA .EPB 分别是

电荷电场中 A、B 两点的电势能) (4)由动能定理: W 电场力 ? W其他力 ? ?EK
(2)由公式 WAB 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。EPA=WA→∞ 电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加;电场力不做功,电势能不变。 3.比较电势能的大小 (1)场电荷判断法 ①离场正电荷越近,检验正电荷的电势能越大;检验负电荷的电势能越小. ②离场负电荷越近,检验正电荷的电势能越小;检验负电荷的电势能越大. (2)电场线法 ①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大. ②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小. (3)做功判断法 无论正、负电荷,电场力做正功,电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做 功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方. 三、电势 1.定义: ? A

?

E PA q

EPA 为试探电荷在该点A的电势能,q 为电荷量,可以带符号运算。

2.单位:伏特 V,1V=1J/C 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: ? A

?

E PA q

,带符号代入运算。

(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。 (3)将WAB 和 q 带符号代入,根据 UAB 的正负判断A、B两点电势的高低,UAB=? A-? B。若 UAB>0,则? A>? B;若 UAB=0,则? A=? B;若 UAB<0则? A<? B。 四、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。 (3)沿等势面移动电荷,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。 五、电势差 1.定义: U AB ? ? A ? ?B ,与零电势点的选取无关。 U AB ? ?U BA 2.与电场力做功的关系: WAB

? qU AB (任何电场成立,可带符号运算)

3. 在匀强电场中电势差与电场强度的关系: (1)电场强度等于沿电场线单位距离上的电势差 (2)公式E=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。 亿库教育网 http://www.eku.cc 百万教学资源免费下载

(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。 六、练习 1.一个电容器,带了电量 Q 后,两极板电势差为 U,若它带的电量减少 Q/2,则 A.电容为原来的 1/2,两极板电压不变 C.电容不变,两极板电压是原来的 1/2 2.下列说法正确的有 ( ) B.电容为原来 2 倍,两极板电压不变 D.电容不变,两极板电压是原来的 2 倍 ( )

A.把两个同种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加 B.把两个同种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加 C.把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加 D.把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定减小 3.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方,等势面越密 C.没有电场线的地方,场强为零 ( )

B.电场中场强越大的地方,电场线越密 D.电场线和等势面一定垂直 ( )

4. 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 D.A 点的电势高于 B 点的电势

5.如图所示,Q 是带正电的点电荷,P1 和 P2 为其电场中的两点,若 E1、E2 为 P1、P2 两点的电场强度的大小,φ 1、φ
2

为 P1、P2 两点的电势,则
2


2


2

A.E1>E2,φ 1>φ

B.E1>E2,φ 1<φ

C.E1<E2,φ 1>φ

D.E1<E2,φ 1<φ

2

6.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势线的电势差相等,一个正电荷在等势 线φ 3 上时具有动能 20J,它运动到等势线φ 1 上时,速度恰好为零,令φ 2=0,那么该电荷的电势能 为 4J 时,其动能为 A.16J ( ) B.10J C.6J ( ) D.4J

7.在图中,A、B 两个等量正电荷位置固定,一个电子(重力忽略)沿 A、B 中垂线自无穷远处向 A、B 连线的中点 O 飞来,则电子在此过程中 A.加速度不断增大,电势能减小 C.加速度不断减小,速度不断增大 B.加速度先增加后减小,电势能减小 D.加速度先减小后增大,速度不断增大 )

8.图中实线表示电场中的三个等势面,各等势面的电势值如图中所示。把一个负电荷沿 A→B→C 移动,电荷在这三点 所受的电场力为 FA、FB、FC,电场力在 AB 段和 BC 段做的功为 WAB 和 WBC,那么( A.FA=FB=FC,WAB=WBC C.FA>FB>FC,WAB<WBC B.FA<FB<FC,WAB>WBC D.FA>FB>FC,WAB=WBC
- - -

9.一个带正电的质点,电量 q=2.0×10 9C,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 6.0×10 5J,质点的动能增加了 8.0×10 5J,求 a、b 两点间的电势差 Uab 为多少?

10.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θ ,A、B 两点相距为 d,则 A、B 两点的电势差为多少? 亿库教育网 http://www.eku.cc 百万教学资源免费下载

11.如图所示,有一电子经电压 U0 加速后,进入两块间距为 d,电压为 U 的平行金属板间,若电子 从两板正中间射入,且恰好能穿出电场,求: (1)金属板的长度; (2)电子穿出电场时的动能.

12.一束质量为 m、电量为 q 的带电粒子以平行于两极板的速度 v0 进入匀强电场,如图所示。如果两极板间电压为 U, 两极板间的距离为 d、 板长为 L。 设粒子束不会击中极板, 求粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为多少? (粒 子的重力忽略不计)

13.如图所示,相距为 d、水平放置的两块平行金属板 a、b,其电容量为 C,开始时两板均不带电,a 板接地且中央有 孔,现将带电量为 q、质量为 m 的带电液滴一滴一滴地从小孔上方高处无初速地滴下,竖直落向 b 板,到达 b 板后电荷 全部传给 b 板(重力加速度为 g,不计 a、b 板外电磁场及阻力的影响) ,求: (1)第几滴滴在 a、b 板间将作匀速直线 运动? (2)能够到达 b 板的液滴不会超过多少滴?

14.如图(a)所示,在 x 轴上有一个点电荷 Q(图中未画出) ,A、B 两点的坐标分别为 0.2m 和 0.5m。放在 A、B 两点 的检验电荷 q1、q2 受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图(b)所示。则 A 点的电场强度大小为________N/C, 点电荷 Q 的位置坐标为 x=________m。

15.一长为 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。

亿库教育网

http://www.eku.cc

百万教学资源免费下载

16.静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置如图所 示。A、B 为两块平行金属板,间距 d=0.40m,两板间有方向由 B 指向 A,大小为 E=1.0 ×103N/C 的匀强电场。在 A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪 P,油漆喷枪的半 圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒, 油漆微粒的初速度大小均为 v0=2.0 m/s, 质量 m=5.0×10
-15 -16

kg、带电量为 q=-2.0×10

C。微粒的重力和所受空气阻力均不计,

油漆微粒最后都落在金属板 B 上。试求: (1)电场力对每个微粒所做的功。 (2)微粒打在 B 板上的动能。 (3)微粒到 达 B 板所需的最短时间。 (4)微粒最后落在 B 板上所形成的图形及面积的大小。

17.(12 分)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=1.0×105N/C、 与水平方向成θ =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=+4.5 ×10 6C;另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动,电荷量 q=+1.0×10 6C,质量 m=1.0×10 2kg。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 ×109N· 2/C2. g=10m/s2) m 取 (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? 变了多少? (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
- - -

1.C 2.BC 3.BD 4.BD 5.A 6.C 7.B 薄 8.D 9. 1×104V 10. 粒子运动方向与 mg、Eq 方向有夹角,仍做直线运动,所以 Eq=mg UAB= m g d cos?

q

11. (1)设电子进入平行金属板时的速度 v0 ,则有 U 0 e 由做类平抛运动 l

?

1 2 mv 0 2

? v0 t

d 1 2 ? at 2 2
亿库教育网

运动加速度 a ? Ue dm http://www.eku.cc 百万教学资源免费下载

解得 运动时间 t ?

2U 0 U U U (2)由动能定理可得 ?E k ? U 0 e ? e ? e(U 0 ? ) 2 2
金属板长 l 为 l ? d

d m ?d a Ue

12.

2 q 2U 2 L2 / 2md2 v0

13. (1)电场力与重力平衡时做匀速运动 mg 第 n+1 滴做匀速直线运动

?

U n 2 q? q d cd

n ?1 ?

m gdc ?1 q2
m g(h ? d ) ? U ?q ? Nq 2 c

(2)液滴到达 b 板时速度为零就不能到达 第 N+1 滴不能到达

N ?1 ?

m g(h ? d )c ?1 q2
mg (3 分) (1 分)

14. 2×103N/C; 0.3m。15. 16. 解: (1) W

U AB ? ? 3m g L 2q (2) E ? 3mg / q (3) /

? qEd ? 2.0 ?10?16 ?1.0 ?103 ? 0.40J ? 8.0 ?10?14 J (2) W ? Ekt ? Ek 0 1 Ekt ? W ? Ek 0 ? W ? mv0 2 2 1 ? ? ? ? 8.0 ?10?14 ? ? 5.0 ?10?15 ? 2.02 ? J 2 ? ? ?14 ? 9.0 ?10 J 1 2 (3) Ekt ? mvt 2
2 Ekt 2 ? 9.0 ? 10?14 ? m / s ? 6.0m / s m 5.0 ? 10?15 vo ? vt h ? 2 t 2h 2 ? 0.40 所以 t ? ? s ? 0.1s vo ? vt 2.0 ? 6.0 vt ?

(2 分)

(2 分)

(1 分) (1 分)

qE 2.0 ? 10?16 ? 1.0 ? 103 (4)圆形, a ? ? m / s 2 ? 40m / s 2 ?15 m 5.0 ? 10 R ? vot1 1 2 h ? at1 2
亿库教育网 http://www.eku.cc 百万教学资源免费下载

(1 分) (1 分) (1 分)

2 S ? ?R 2 ? ? (vot1) 2 ? ?vo (

2h ) a

? 3.14 ? 2.02 ? (
17. 解:

2 ? 0.40 2 )m ? 0.25m 2 40

(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

Qq ? qE sin ? ? ma L2 kQq qE sin ? ? 解得 a ? g ? 2 m Lm mg ? k
代入数据解得:a=3.2m/s2 (2)小球 B 速度最大时合力为零,即 ③

① ②

kQq ? qE sin ? ? mg 2 h1
解得 h 1



?

kQq mg ? qE sin ?




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

W1 ? W2 ? W3 ?
W1=mg(L-h2) W2=-qE(L-h2)sinθ 解得 W3

1 mv 2 2




⑨ ⑩

?

1 mv 2 ? mg (L ? h 2 ) ? qE (L ? h 2 ) sin ? 2

设小球的电势能改变了Δ EP,则 Δ EP=-(W2+W3)

1 ?E P ? mg (L ? h 2 ) ? mv 2 2
Δ EP=8.2×10 2J


亿库教育网

http://www.eku.cc

百万教学资源免费下载


相关文章:
高二物理电势能和电势练习题
高二物理电势能和电势练习题_理化生_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 高二物理电势能和电势练习题_理化生_高中教育_教育专区。由莲山课件...
高二物理电势能和电势练习题
高二物理电势能和电势练习题_理化生_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 高二物理电势能和电势练习题_理化生_高中教育_教育专区。电势能和电势...
精品习题:2014高二物理电势能和电势典型习题
精品习题:2014高二物理电势能和电势典型习题_理化生_高中教育_教育专区。四、电势...关于电势的高低,下列说法正确的是 ( ) A.沿电场线方向电势逐渐降低 B.电势...
高二物理电势能和电势
高二物理电势能和电势_理化生_高中教育_教育专区。第 4 节 电势能和电势 . ...高二物理同步练习电势能... 4页 免费 高二物理电势能和电势1 41页 1下载券 ...
高二物理电势能和电势练习题
高二物理电势能和电势练习题_理化生_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档高二物理电势能和电势练习题_理化生_高中教育_教育专区。电势能和电势...
高二物理电势能和电势练习题4(提高)
高二物理电势能和电势练习题4(提高)_理化生_高中教育_教育专区。谭老师教育工作室系列资料 高二物理定时训练试题一、选择题 13.如图所示的电场中有 A、B 两点,...
高二物理电势能与电势同步练习
由莲山课件提供 http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 电势能与电势同步练习 1、关于电势的高低,下列说法正确的是 ( A ) A.沿电场线方向电势逐渐降低 定是...
高二物理选修3-1 电势能与电势差练习卷
高二物理选修 3-1 电势能与电势练习卷班级___座号___姓名___ 题号 答案 一、选择题:(共 48 分) 1、一负电荷仅受电场力作用,从电场中的 A 点运动到...
电势能和电势讲解及习题(含答案)
电势能和电势讲解及习题(含答案)_理化生_高中教育_教育专区。电势能和电势 [知...电势是只有大小、没有方向的物理量,在规定了零电势后,电场中各点的电势可以 ...
电势能和电势、电势差练习含答案
电势能和电势、电势差练习含答案_理化生_高中教育_教育专区。电势能和电势、电势差练习含答案、选修3-1、物理 《第一章 4 电势能和电势 5 电势差》同步练习 1...
更多相关标签: