第十章第一节：电势能和电势 一、选择题 1．M、N、P 三点共线且为电场中同一电场线上的三点，P 为 MN 的中点，M、N 两点处电势分别为 20V、 N  M  12V。下列说法正确的是 A．场强方向是 N 指向 M B．一正电荷在 P 点时受到的电场力大于在 M 点时受到的电场力 C．该电场在 P 点处的电势一定为 16V D．一负电荷在 P 点时具有的电势能大于在 M 点时具有的电势能。 2．如图所示，Q 是带负电的点电荷，P1 和 P2 是其电场中的两点，若 E1、E2 为 P1、P2 两点的电场强度的大 小、φ1、φ2 为 P1、P2 两点的电势，则：（　　） A．E1>E2，φ1>φ2 B．E1>E2，φ1<φ2 C．E1<E2，φ1>φ2 D．E1<E2，φ1<φ2 3．如图所示的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过 M 点，再 经过 N 点，可以判定（　　） A．该带电粒子带负电 B．M 点的电势小于 N 点的电势 C．M 点的电场强度大于 N 点的电场强度 D．M 点的电势能大于 N 点的电势能 4．某静电场沿 x 方向的电势分布如图所示，下列关于 0-x2 之间沿 x 方向的电场强度描述正确的是（规定电 场沿 x 正方向时电场强度取正值）（　　） A． B． C． D． 5．有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ） A．由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定 B．由放在该点的电荷的电量多少来决定 C．与放在该点的电荷的正负有关 D．是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关 6．如图所示，q1、q2 为两个固定的点电荷，q1 带正电、q2 带负电。在它们连线上有 a、b、c 三点，其中 b 点合场强为 0。将一负电荷由 a 点经 b 点移到 c 点的过程中，该负电荷电势能变化的情况是（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 7．真空中甲、乙两点电荷分别固定于 x 轴的原点 O 和 P 点，P 点坐标 xP=d，如图所示已知甲电荷量为 q（q>0），乙电荷量为 Q，以无限远处为零电势，则下列说法正确的是（　　） A．若 Q=4q，则 x= d 处场强为零 2 C．若 Q=-4q，则 x  B．若 Q=4q，则 x=2d 处电势为零 d 处场强为零 3 D．若 Q=-4q，则 x=2d 处电势小于零 8．如图为描述苿静电场的电场线，a、b、c 是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为 Ec ，电势分别为 a 、 b 、 c Ea 、 Eb 、 。把带正电的点电荷沿电场线由 a 点移至 b 点的过程中，该点电荷所受的静 电力做功与其电势能变化情况正确的是（ ） A．静电力做正功，电势能增加 B．静电力做正功，电势能减少 C．静电力做负功，电势能增加 D．静电力做负功，电势能减少 9．如图所示为一个点电荷电场中的三根电场线，已知电子在 A 点的电势能为-8 eV（以无穷远处为零电势 点），则以下判断中正确的是（ ）． A．电场线方向一定由 A 指向 B B．电子在 A 点所受电场力一定小于在 B 点所受电场力 C．A 点的电势一定低于 B 点的电势 D．A、B 两点间的电势差一定大于 8V 10．如图所示，a、b 两点位于以负点电荷－Q(Q>0)为球心的球面上，c 点在球面外，则（　　） A．a 点场强的大小比 b 点大 B．b 点场强的大小比 c 点小 C．将一带正电的试探电荷由 b 点移动到 c 点，静电力对该试探电荷做正功 D．a、b、c 三点的电势为 φa、φb、φc，则有 φa－φc＝φb－φc 11．在 x 轴上关于 O 点对称的两个位置放置电荷量大小相等的点电荷．关于在两电荷连线上场强和电势的 分布,下列说法正确的是(规定 x 轴正方向为电场强度的正方向、无穷远的电势为零)( ) A．甲图为两个等量正点电荷的 E−x 图象 B．乙图为两个等量负点电荷的 φ−x 图象 C．丙图为两个等量异种点电荷的 E−x 图象 D．丁图为两个等量正点电荷的 φ−x 图象 12．如图 1 为，均匀带电圆环， O1 为其圆心，图 2 为 单位长度带电量相同，电性也相同。已知 O1 3 4 均匀带电圆环， O2 为其圆心，两圆环半径相同， 处的电场强度大小为 E0 ，电势为 0 。则 O2 处的场强大小和电 势分别为（　　） 3 3 E0  A． 2 ， 2 0 3 1 E0  B． 2 ， 2 0 2 3 E0  C． 2 ，2 0 2 2 E0  D． 2 ， 2 0 13．在真空中某区域内有一电场，电场中有一点 O，经过 O 点的一条直线上有 P、M、N 三点，直线上各 点的电势 φ 分布如图所示，x 表示该直线上某点到 O 点的距离，下列说法正确的（ ） A．P、M、N 三点中 M 点的电场强度最大 B．正电荷沿直线从 M 运动到 N 的过程中，所受电场力逐渐减小 C．正电荷沿直线从 M 运动到 N 的过程中，电场力做负功 D．负电荷沿直线从 P 运动到 M 的过程中，电势能先不变后减小 14．有一静电场，其电势随 x 坐标的改变而改变，变化的图线如图所示．若将一带负电粒子（重力不计） 从坐标原点 O 由静止释放，电场中 P 、 Q 两点的坐标分别为 1mm 、 4mm ．则下列说法正确的是（　　） A．粒子在 P 点与 Q 点加速度大小相等、方向相反 B．粒子经过 P 点与 Q 点时，动能相等 C．粒子将沿 x 轴正方向一直向前运动 D．粒子经过 P 点与 Q 点时，电场力做功的功率相等 15．如图所示，一带电荷量 Q＝0.1C 的正点电荷固定在 F 点，另一带电荷量 q＝0.01C 的负点电荷仅在库仑 力的作用下围绕 Q 做椭圆运动，F 点为椭圆的一个焦点，已知长轴 AC＝0.1m，短轴 BD＝0.08m，则下列 说法正确的是 A．q 在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能 B．q 在 A、C 两点受到的库仑力大小之比为 16：1 C．在点电荷 Q 的电场中，B、D 两点的电场强度相同 D．在点电荷 Q 的电场中，D 点的电势大于 O 点的电势 二、填空题 16．带量为 q  1.0 �102 C 的粒子，仅在电场力的作用下在电场中先后经过 A B 、 两点，经过 A 点时动能 为 10J ，经过 B 点时动能为 4J ，则带电粒子从 A 点到 B 点过程中电势能增加了___________ J ，A、B 两点电 势差为___________ V 。 17．把一检验电荷 该点放入另一电荷 q  1010 C 放入某一电场中 A 点，具有电势能为 q  1010 C 108 J ，则该点电势为________V．若在 ，具有电势能为________J． 18．关于“用 DIS 描绘电场等势线”的实验： （1）关于该实验有下列叙述： ① 本实验是用电流场来模拟静电场进行操作的． ② 在木板上依次铺放白纸、导电纸和复写纸． ③ 实验中圆柱形电极与导电纸应有良好的接触． ④ 放置导电纸时有导电物质的一面向下． 以上表述中错误的有________（写序号），应改为________________________． （2）如图为实验的示意图，在 a、b、c、d、e 五个基准点中，电势最低的点是________点．若将电压传感 器的两个探针分别接触图中的 b、f 两点（c 为 AB 的中点，b、f 连线和 A、B 连线垂直），显示出 b、f 两点 的电势差大于零，则传感器的“+”接线柱应接在________点，此时若要采集到电势差为零，则应将接 f 的探 针________（选填“向左”或“向右”）移动． 三、综合题 19．如图，在带电体 C 附近，把绝缘导体 A 、 B 相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线 柱。假设小电动机非常灵敏，它便会开始转动。当小电动机还没有停止时，又立刻把 A 、 B 在 C 附近相碰 一下分开，再和小电动机两接线柱接触。如此下去，小电动机便能不停地转动。这不就成了永动机而违背 能量守恒定律吗？说说你的看法。 20．如图所示，匀强电场水平向左，带正电物体沿绝缘、粗糙水平板向右直线运动，经 A 点时动能为 80J，到达 B 点时动能为 60J，物体从 A 运动到 B 的过程中克服电场力做功 16J。则 （1）物体从 A 运动到 B 的过程中摩擦力做功 Wf 与电场力做功 WE 之比，摩擦力 f 与电场力 F 大小之比； （2）物体从 A 点向右运动到最远处过程中电场力做的功； （3）物体第二次经过 B 点时动能大小是多少？ 21．一转动装置如图所示，四根轻绳 OA、OC、AB 和 CB 与两小球以及一小滑块连接，轻绳长均为 L，球 和滑块的质量均为 m，O 端固定在竖直的轻质转轴上，转动该装置并缓慢增大转速，小滑块缓慢上升。忽 略一切摩擦和空气阻力，（重力加速度为 g， （1）当 OA 与竖直方向成 （2）当 OA 与竖直方向成 37o 37o sin 37o  0.6 角时，装置转动的角速度 0 角缓慢增大到与竖直方向成 分别是多少；外界对转动装置所做的功 W 是多少？ ， cos 37o  0.8 ）求 ； 53o 角时，求在这个过程中 A、B 增加的重力势能 参考答案 1．D 【详解】 A． M   N ，根据电场线与电势关系，沿电场线方向电势降低，场强方向是 M 指向 N，故 A 错误； BC．由于无法确定该电场是否为匀强电场，所以无法确定 M、N、P 三点处场强的大小关系及 P 点处的电 势，故 BC 错误； D．由 E  q 得，负电荷在 P 点时具有的电势能大于在 M 点时具有的电势能，故 D 正确。 故选：D。 2．B 【详解】 离点电荷越近电场线越密，电场强度越大，所以 E1>E2；负点电荷的电场线是汇聚的，沿电场线的方向， 电势降低，所以 φ1<φ2，B 正确。 故选 B。 3．D 【详解】 B．根据顺着电场线方向电势逐渐降低可知，M 点的电势高于 N 点的电势，故 B 错误． AD．由图看出，粒子的轨迹向下弯曲，粒子所受电场力大致向下，电场线方向斜向下，说明粒子带正电， 粒子从 M 运动到 N 的过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，则粒子在 M 点的电势能大于在 N 点的 电势能，故 A 错误、D 正确； C．M 点的电场线较 N 点的电场线稀疏，可知 M 点的电场强度小于 N 点的电