【精准解析】高中物理选修3-1课时分层作业4　电势能　电势与电势差

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课时分层作业(四)　电势能　电势与电势差
(时间：15 分钟　分值：50 分)
一、选择题(本题共 6小题，每小题 6分，共 36 分)
1．(多选)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是(　　)
A．电场强度的方向处处与等电势面垂直
B．电场强度为零的地方，电势也为零
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度方向总是指向该点电势降落最快的方向
AD　[根据电场强度与电势的关系解题．电场线(电场强度)的方向总是与等
电势面垂直，选项 A正确．电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强度等于
零的地方，电势不一定等于零，选项 B错误．沿着电场线方向，电势不断降落，
电势的高低与电场强度的大小无必然关系，选项 C错误．电场线(电场强度)的方
向总是从高的等电势面指向低的等电势面，而且是电势降落最快的方向，选项 D
正确．]
2．如图所示，P、Q是等量的正点电荷，O是它们连线的中点，A、B是连
线的中垂线上的两点，用 EA、EB和φA、φB分别表示 A、B两点的电场强度和电势，
则(　　)
A．EA一定大于 EB，φA一定大于 φB
B．EA不一定大于 EB，φA一定大于 φB
C．EA一定大于 EB，φA不一定大于 φB
D．EA不一定大于 EB，φA不一定大于 φB
B　[P、Q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电
场强度是矢量，P、Q两点电荷在 O点的合场强为零，在无限远处的合场强也为
零，从 O点沿 PQ 垂直平分线向远处移动，场强先增大，后减小，所以 EA不一定
大于 EB.电势是标量，由等量同号电荷的电场线分布图可知，从 O点向远处，电
势是一直降低的，故 φA一定大于 φB，所以只有 B对．]
3． 如 图 所 示 ， 直 线 a、b和c、d是 处 于 匀 强 电 场 中 的 两 组 平 行 线 ，
M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为 φM、φN、φP、φQ.一电子由 M
点分别运动到 N点和 P点的过程中，电场力所做的负功相等，则(　　)
A．直线 a位于某一等势面内，φM＞φQ
B．直线 c位于某一等势面内，φM＞φN
C．若电子由 M点运动到 Q点，电场力做正功
D．若电子由 P点运动到 Q点，电场力做负功
B　[根据题述一电子由 M点分别运动到 N点和 P点的过程中，电场力所做的
负功相等，可知 N点和 P点处于同一等势面上，直线 d位于某一等势面内．根据
匀强电场的特性，可知直线 c也位于某一等势面内．由于电子由 M点运动到 N点
的过程中，电场力做负功，故 M点电势高于 N点电势，所以选项 B正确，选项 A
错误；由于 M、Q处于同一等势面内，电子由 M点运动到 Q点的过程中，电场力
不做功，选项 C错误；电子由 P点运动到 Q点，电场力做正功，选项 D错误．]
4．(多选)如图所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面
(纸面)内，且相对于过轨迹最低点 P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知(
)
A．Q点的电势比 P点高
B．油滴在 Q点的动能比它在 P点的大
C．油滴在 Q点的电势能比它在 P点的大
D．油滴在 Q点的加速度大小比它在 P点的小
AB　[带负电荷的油滴在匀强电场中运动，且相对于过轨迹最低点 P的竖直
线对称，由此可判断匀强电场方向竖直向下，Q点的电势比 P点高，油滴的加速
度不变，A对，D错；油滴由 P到Q过程电场力做正功，电势能减小，动能增大，
B对，C错．故选 A、B.]
5．(多选)一电子飞经电场中 A、B两点，电子在 A点电势能为 4.8×10－17 J，
动能为 3.2×10－17 J，电子经过 B点时电势能为 3.2×10－17 J，如果电子只受电场
力作用，则(　　)
A．电子在 B点时动能为 4.8×10－17 J
B．由 A到B电场力做功为 100 eV
C．电子在 B点时动能为 1.6×10－17 J
D．A、B两点间电势差为 100 V
AB　[电子从 A运动到 B，只有电场力做功，故 EpA＋EkA＝EpB＋EkB，故 A
正确，C错误．电子减少的电势能 ΔEp＝EpA－EpB＝1.6×10－17 J＝100 eV，故由 A
到B电场力做功为 100 eV，B正确．由于电子带负电，故 A、B之间的电势差
UAB＝－100 V，故 D错误．]
6．如图中虚线所示为静电场中的等势面 1、2、3、4，相邻的等势面之间的
电势差相等，其中等势面 3的电势为 0.一带正电的点电荷只在静电力的作用下运
动，经过 a、b点时的动能分别为 26 eV 和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，
其电势能变为－8 eV 时，它的动能应为(　　)
A．8 eV　　　　　 B．13 eV
C．20 eV D．34 eV
C　[由图可判断 b点电势高于 a点电势，设各等势面间的电势差为 U，则由
能量守恒－2Uq＋26 eV＝Uq＋5 eV，
所以 Uq＝7 eV，所以，点电荷能量为 7 eV＋5 eV＝12 eV，
所以，当电势能为－8 eV 时，动能为 12 eV－(－8)eV＝20 eV.]
二、非选择题(14 分)
7．带电荷量为 q＝＋5.0×10－8 C 的点电荷从 A点移到 B点时，克服静电力
做功 3.0×10－6 J．已知 B点的电势为 φB＝20 V．求：
(1)A、B间的电势差；
(2)A点的电势；
(3)q从A到B的电势能变化．
解析：(1)从A到B静电力做的功为
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