2022年高二物理电势与电势能练习题 .pdf

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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=qE d（ d 为电荷初末位置在电场方向上的位移）（2）由公式ABABWqU（ABU为电荷初末位置AB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：(.ABPAPBPAPBWEEEE分别是电荷电场中A、B两点的电势能）（4）由动能定理：KEWW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。 EPA=WA电场力

2、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. 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. 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

3、方. 三、电势. 定义：qEPAAPA为试探电荷在该点的电势能，q为电荷量，可以带符号运算。2.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：qEPAA，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AB和 q 带符号代入，根据UAB的正负判断、两点电势的高低，UAB=A-B。若 UAB，则AB；若 UAB=，则A=B；若 UAB则AE2，12BE1E2，12 CE12D E1E

4、2，126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3上时具有动能20J，它运动到等势线1上时，速度恰好为零，令2=0，那么该电荷的电势能为4J 时，其动能为（）A 16J B10J C6J 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B加速度先增加后减小，电势能减小C加速度不断减小，速度不断增大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AB C移动，电荷在这

5、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， WABBC BFAFBBCC FAFBFC， WABFBFC，WABBC9一个带正电的质点，电量q=2.0109C，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 105J，质点的动能增加了8.0105J，求 a、b两点间的电势差Uab为多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页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

6、直线AB 从 B 飞出， AB 直线与电场线夹角为，A、B 两点相距为d，则 A、B两点的电势差为多少？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

7、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 。精选学习资料 -

8、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页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。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d0.40m，两板间有方向由B 指向 A，大小为E 1

9、.0103N/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v02.0 m/s，质量 m5.01015kg、带电量为 q 2.01016C。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=1.0105N/C、与水平方向成=30

10、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=+4.5106C；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量 q=+1.0 106C，质量 m=1.0102kg。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? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归

11、纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页答案1C 2BC 3BD 4BD 5 A 6C 7B 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= cosdqmg11. （1）设电子进入平行金属板时的速度0v，则有20021mveU由做类平抛运动tvl02212atd运动加速度dmUea解得运动时间Uemdadt金属板长l 为UUdl02（2）由动能定理可得)2(200UUeeUeUEk12. 2022222/vmdLUq13. （1）电场力与重力平衡时做匀速运动2qcdnqdUmg第 n+1 滴做匀速直线运动11

12、2qmgdcn（2）液滴到达b 板时速度为零就不能到达cNqqUdhmg2)(第 N+1 滴不能到达1)(12qcdhmgN14. 2103N/C； 0.3m。 15. qmgLUAB2/3(2)qmgE/3(3)mg 16. 解： （1）163142.0101.0 100.40J8.0 10WqEdJ（3 分）（2）0ktkWEE（1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页20014152141218.0 105.0 102.0J29.0 10JktkEWEWmv（2 分）（3）212kttEmvsmsmmEvkt

13、t/0 .6/100 .5100 .9221514（2 分）thvvto2（1 分）所以ssvvhtto1.00.60 .240.022（1 分）（4）圆形，2215316/40/100.5100.1100.2smsmmqEa（1 分）1tvRo（1 分）2121ath（1 分）222221225.0)4040.02(0.214.3)2()(mmahvtvRSoo17. 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masinqELQqkmg2解得msinqEmLkQqga2代入数据解得：a=3.2m/s2 (2)小球 B 速度最大时合力为零，即m

14、gsinqEhkQq21解得sinqEmgkQqh1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2321mv21WWWW1mg（L-h2）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页W2=-qE(L-h2)sin解得sin)hL(qE)hL(mgmv21W2223设小球的电势能改变了EP，则EP（ W2W3）22Pmv21)hL(mgEEP8.2 102J精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页