2018-2019学年物理同步人教版选修3-1学案:第一章 第4节 电势能和电势 Word版含解析 下载本文

中此两点不等势, B错误;在bedf面上各点电势相同, 点电荷+q在bedf面上移动时, 电场力不做功, C错误;从a点移到c点, +Q对它的电场力不做功, 但匀强电场对+q做功最多, 电势能变化量一定最大, D正确。

8.[多选]如图所示, 在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q, 虚线L

是以+Q所在点为圆心、为半径的圆, a、b、c、d是圆上的四个点, 其中a、c两点在x轴

2上, b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是( )

A.b、d两点处的电势相同 B.四个点中c点处的电势最低 C.b、d两点处的电场强度相同

D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点, +q的电势能减小 解析:选ABD 等量异种点电荷的电场线及等势线的分布如图所示。由于b、d两点关于x轴对称, 故b、d两点电势相等, A项正确;a、b、c、d四个点中, 只有c点电势为零, 其余各点的电势均大于零, 故B项正确;b、

d两点的电场强度大小相等, 方向不同, 故C项错;将一正的试探电荷由a点移动到c点的过程中, 由于a点电势高于c点电势, 故该电荷的电势能减小, D项正确。

9.如图所示, 在等量的异种点电荷形成的电场中, 有A、B、C三点, A点为两点电荷连线的中点, B点为连线上距A点距离为d的一点, C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点, 则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较, 正确的是( )

A.EA=EC>EB;φA=φC>φB B.EB>EA>EC;φA=φC>φB C.EA<EB, EA<EC;φA>φB, φA>φC

D.因为零电势点未规定, 所以无法判断电势的高低

解析:选B 根据电场线的疏密分布知, A点的电场线比C点密, B点的电场线比A点密, 则EB>EA>EC;等量的异种电荷的中垂线为等势线, 则A点的电势与C点的电势相等, 沿着电场线方向电势逐渐降低, 则A点的电势大于B点电势。所以φA=φC>φB。故B正确。

10.如图为某示波管内的聚焦电场, 实线和虚线分别表示电场线和等势线, 则( )

A.场强Ea>Eb, Ebφb, φc>φb

C.沿cba路径移动质子与电子, 电荷的电势能改变是一样的 D.沿bc直线方向射入的电子一定做直线运动

解析:选D 根据电场线的疏密表示电场强度的相对大小, 可知Ea>Eb>Ec, 故A错误;沿着电场线方向电势是降低的, 同一等势面上各点的电势相等, 则知φc>φb=φa, 故B错误;沿cba路径移动质子与电子, 根据公式W=qU, 知由于电子与质子的电性相反, 电场力对质子做正功, 质子的电势能减小, 对电子做负功, 电子的电势能增大, 故C错误;沿bc直线方向射入的电子, 所受的电场力沿bc方向, 电子做直线运动, 故D正确。

11.如果把q=1.0×108 C的电荷从无限远处移到电场中的A点, 静电力做功W=-1.2×104 J, 那么:

(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少? (2)q在移入电场前, A点的电势是多少?

解析:(1)静电力做负功, 电势能增加, 无限远处的电势为0, 电荷在无限远处的电势能也为0, 电势能的变化量等于静电力所做的功, 即W=Ep∞-EpA=0-EpA,

所以EpA=-W=1.2×104 J, EpA1.2×104

4φA=q=-8 V=1.2×10 V。

1.0×10

(2)A点的电势是由电场本身决定的, 跟A点是否有电荷存在无关, 所以q在移入电场前, A点的电势仍为1.2×104 V。

答案:(1)1.2×104 J 1.2×104 V (2)1.2×104 V

12.如图所示, 匀强电场的电场线与AC平行, 把108 C的负电荷从A点移到B点, 静电力做功6×108 J, AB长6 cm, AB与AC成60°角。求:

(1)匀强电场的场强方向;

(2)设B处电势为1 V, 则A处电势为多少?电子在A处的电势能为多少?

解析:(1)将负电荷从A点移至B点, 静电力做正功, 所以电荷所受静电力方向沿A至C。又因为是负电荷, 场强方向与负电荷受力方向相反, 所以场强方向由C指向A。

(2)由WAB=EpA-EpB=q(φA-φB)得 6×108?WAB?φA=+φB=?-+1?V=-5 V

q?-108?则电子在A点的电势能为 EpA=qφA=(-e)×(-5 V)=5 eV。 答案:(1)由C指向A (2)-5 V 5 eV