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-高二物理电势与电势能专项练习题一、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=qEdd为电荷初末位置在电场方向上的位移2由公式为电荷初末位置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:分别是电荷电场中A、B两点的电势能4由动能定理: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*点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点(通常选或无限远处)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.比拟电势能的大小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,如果电荷克制电场力做功,则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.定义:PA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.电势上下判断的三种方法(1)根据公式计算:,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、两点电势的上下,UAB=A-B。假设UAB,则AB;假设UAB=,则A=B;假设UAB则AE2,12BE1E2,12CE12DE1E2,126如下图,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,则该电荷的电势能为4J时,其动能为 A16JB10JC6JD4J7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ABC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,则 AFA=FB=FC,WABBCBFAFBBCCFAFBFC,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6.0105J,质点的动能增加了8.0105J,求a、b两点间的电势差Uab为多少?10如下图,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,A、B两点相距为d,则A、B两点的电势差为多少?11如下图,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,假设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,如下图。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如下图,相距为d、水平放置的两块平行金属板a、b,其电容量为C,开场时两板均不带电,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*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*=_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,处于如下图的水平向右的匀强电场中.开场时,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场向下摆动,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,有利于工人安康等优点,其装置如下图。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E1.0103N/C的匀强电场。在A板的中央放置一个平安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q2.01016C。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分如下图,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=+1.0106C,质量m=1.0102kg。现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开场运动。(静电力常量k=9.0109Nm2/C2取g=10m/s2) (1)小球B开场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答案1C 2BC 3BD 4BD 5A 6C 7B薄8D 9 1104V10.粒子运动方向与mg、Eq方向有夹角,仍做直线运动,所以Eq=mgUAB= 11.1设电子进入平行金属板时的速度,则有由做类平抛运动 运动加速度解得运动时间金属板长l为2由动能定理可得12.13.1电场力与重力平衡时做匀速运动第n+1滴做匀速直线运动 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 14.2103N/C; 0.3m。15. (2) (3)mg16.解:13分21分2分32分1分所以1分4圆形,1分1分1分17. 解:1开场运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆方向运动,由牛顿第二定律得解得代入数据解得:a=3.2m/s2 (2)小球B速度最大时合力为零,即解得代入数据解得h1=0.9m(3)小球B从开场运动到速度为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W1mgL-h2W2=-qE(L-h2)sin解得设小球的电势能改变了EP,则EPW2W3EP8.2102J. z.
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