电势能 一、选择题（共 15 题） 2 3a 1．如图所示，竖直平面内相距 的 A、B 两点（AB 水平）均固定有电荷量为 Q 的正点电荷，半径为 a 的光滑绝缘细圆管（圆管的大小不计）固定在 A、B 两点间，其圆心 O 位于 AB 的中点，细管与 AB 以及 AB 中垂线的交点分别为 C、E、D、F。一电荷量为 q 的带负电小球（视为质点）在圆管内沿顺时针方向运 动，以大小为 3ga （g 为重力加速度大小）的速度通过 D 点时，小球恰好对细管无压力。静电力常量为 k，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．小球通过 F 点时的速率为 8ga kQq 2 B．小球的质量为 8 ga C．小球通过 C、E 两点时的合力相同 D．小球在 C 点的电势能大于其在 E 点的电势能 2．在 x 轴上 A、B 两点处分别有点电荷 Q1 和 Q2，两点电荷形成的静电场中，取无穷远处电势为零，x 轴上 各点的电势  随 x 变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．Q1 带正电，Q2 带负电 B．P 点的电场强度为零 C．将电子（负电）从 P1 点沿 x 轴正方向移到 P 点的过程中，电子的电势能不断增大。 D．电子仅在电场力作用下从 P1 点沿 x 轴正方向运动到 P 点的过程中，加速度逐渐减小 3．如图为某静电除尘装置的示意图。A、B、C 三点的连线与集尘板垂直，且 AB  BC ，烟尘微粒只在电 场力作用下最终被吸附在集尘板上，下列说法正确的是（　　） A．烟尘微粒一定带正电 B．B、A 两点间比 C、B 两点间的电势差大 C．同一烟尘微粒在 C 点电势能大于在 B 点电势能 D．同一烟尘微粒在 C 点加速度大于在 A 点加速度 4．如图所示，光滑水平面上有一劲度系数为 k 的轻弹簧左端固定，右端连一质量为 m、电量为 q 带负电小 物块，水平面上方有一电场强度大小为 E、水平向右的匀强电场。开始时物块在大小为 2qE，方向向右的 外力 F 作用下静止在 M 点，设物块在 M 点的电势能为零。现将力 F 撤去，则物块运动过程中，下列说法 正确的是（　　） A．弹簧和物块组成的系统机械能之和不变 B．弹簧处于原长时物块的速度最大 C．弹簧最短时物块加速度大小为 2qE m 2q 2 E 2 k D．物块电势能的最小值为  5．空间有两个带等量正电的点电荷，以两点电荷连线的中垂线为轴，连线中点为原点，建立坐标系，如 图所示。 x2 A．质子在 坐标处为坐标轴正半轴上场强最大的位置， x1 x 处和 B．质子沿 轴由 C．电子在 x2 x3 x1 x1 、 x3 两点场强相同。则（　　） 处的电势能相等 处运动到  x1 处，在 O 点电势能最小 处电势能最大 D．电子以一定的速度由  x1 x 处沿 轴正方向运动的过程中，电场力先做正功后做负功 6．如图所示，平行板电容器下极板接地，并与电动势为 E 的直流电源（内阻不计）连接，一带电油滴静 止于电容器中的 P 点。现将电容器的下极板竖直向上移动一小段距离（未到达 P 点），则（　　） A． P 点的电势将升高 B．带电油滴的电势能将不断增大 C．带电油滴将沿竖直方向向上运动 D．电容器的电容减小，极板带电荷量将减小 7．如图所示，在一匀强电场中有一点 O，以 O 为圆心的圆上有 M、N、P、Q 四点，MN 为圆的直径且与 电场线平行，OP、OQ 与 OM 的夹角都为 30°。在 O 点固定一电荷量为 q=+1.6×10－9C 的点电荷，若匀强电 场的电场强度大小为 E=14.4V/m，圆的半径为 r=1m，静电力常量 k=9×109N•m2/C2，下列说法正确的是（　 ） A．P、Q 两点的电场强度相同 B．P 点电场强度的大小为 14.4V/m C．M、N、P、Q 四点中，M 点的电势最低 D．将另一正点电荷分别放在 M、N、P、Q 四点，该点电荷在 N 点时的电势能最小 8．下列说法中，正确的是（ A．由 E  C．由 U 可知， 越大，沿电场线方向电势降落越快 d E Ek B．由 ） Q r 2 可知，以点电荷 O 为中心， r 为半径的球面上各处电场强度都相同 U W q 可知，某两点的电势差与电场力做功成正比，与电荷所带电量成反比  EP q 可知，电势能越大的地方，电势越高 D．由 9．如图所示是某静电场中的三条电场线，A、B 是该电场中的两点，下列说法正确的是（　　） A．该电场可能是负电荷产生的 B．A 点的电势比 B 点的电势高 C．A 点的电场强度比 B 点的电场强度大 D．负电荷在 A 点的电势能大于 B 点的电势能 10．如图所示为某电场中 x 轴上电势 φ 随 x 变化的图像，一个带电粒子仅受静电力作用在 x=0 处由静止释 放，沿 x 轴正方向运动，且以一定的速度通过 x=x2 处，则下列说法正确的是（　　） A．x1 和 x2 处的电场强度均为零 B．x1 和 x2 之间的场强方向相同 C．粒子从 x=0 到 x=x2 过程中，加速度先减小后增大 D．粒子从 x=0 到 x=x2 过程中，电势能先增大后减小 11．如图所示，两电荷量分别为 Q （） Q0 和 Q x 的点电荷对称地放置在 轴上原点 O x a 的两侧， 点位于 轴 上 O 点与点电荷 Q 之间， b 点位于 y 轴 O 点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是（　　） A． b 点电势为零，电场强度也为零 B．正的试探电荷在 a 点的电势能小于零，所受电场力方向向右 C．将负的试探电荷从 O 点移到 a 点，电势能增大 D．将同一正的试探电荷分别从 O 点移到 a 点和从 b 点移到 a 点，电势能的变化一样 12．将一电荷量为 Q a b 的小球放在原来不带电的金属球附近，最终所形成的电场线分布图。 、 为电场中 的两点， c 、 d 为金属球表面与内部上两点（ 未标出）。则（　　） A． a 点的电场强度比 b 点的大 B． a 点的电势比 b 点的高，而 c 、 d 电势不相等 C．检验电荷  q 在 a 点的电势能比在 b 点的大 D．将检验电荷  q 从 a 点移到 b 点的过程中，电场力做正功 13．如图所示， ABC 为匀强电场边长为 L 的正三角，电场线与正三角形平面平行，将一个电荷量为 q 的正 电荷若从 A 点移到 B 点，电场力所做的正功为 qU ，若从 A 点移到 C 点，电场力所做的正功为 2qU ，则下 列说法正确的是（　　） A．电场方向由 C 指向 A B．若电荷从 B 移到 C，电荷的电势能增加 C．电场强度大小为 2U L D．A、B、C 三点中，B 点的电势最高 14．如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，仅在电场力作用下形成图中所示的运 动轨迹，M 和 N 是轨迹上的两点，其中 M 点在轨迹的最右点。粒子从 N 到 M 的过程中（　　） A．在 M 点的速率最大 B．所受电场力沿电场方向右 C．加速度不变 D．电势能始终在增加 15．下列说法中不正确的是（　　） A．电荷在电势高的地方电势能不一定大 B．只有电场力做功时，带电体电势能与动能的总量不变 C．点电荷就是体积很小的带电小球 D．电子伏特是电压的单位，1eV=1.6×10-19V 二、非选择题（共 8 题） 16．电场中有 A、B、C 三点，一电量为+q、质量为 m 的带电粒子仅受电场力作用，从 A 点开始以初速 v0 做直线运动，其 v﹣t 图象如图。粒子在 t0 时刻运动到 B 点，3t0 时刻运动到 C 点。由图可推断，A、B、C 三 点中，________点的电场强度最大，粒子经过________点时具有的电势能最大；A、B 两点的电势差 UAB＝ ________。 17．在电场中的 A 点放有电荷量为－1×10－10C 的检验电荷 q，其电势能为 1×10－8J，则 A 点电势为_____ _V。换成电荷量为+2×10－10C 的检验电荷 q＇放在 A 点，则 A 点电势为______V。 18．在电场中，将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能________ （选填“增加”或“减少”）；如图所示，a 为某导体的 U  I 图像，则该导体的电阻 R=________Ω；我国“北 斗”卫星导航系统和地面接收站通过电磁波传递信息，最早预言电磁波存在的科学家是________（选填“赫 兹”或“麦克斯韦”）。 19．如图，绝缘轻杆两端固定带电小球 A 和 B，处于水平向右的匀强电场中。开始杆与电场线垂直，向右 移动并转至杆与电场线平行后，发现两球电势能之和不变。根据图中给出的位置关系，可以确定 A、B 两 球一定带有___________种电荷（选填“同”或“异”），A、B 两球的带电量之比为___________。 20．有一匀强电场的方向平行于 x0y 平面，平面内 a、b、c、d 四点的位置如图所示，cd、cb 分别垂直于 x 轴、y 轴，其中 a、O、b 三点电势分别为 4V、6V、8V。电荷量为 q=-2×10-5C 的点电荷由 a 点开始沿 a→b→c→d 路线运动。求： （1）c 点的电势为多少？点电荷在 c 点的电势能为多少？ （2）该点电荷从 a 点移到 d 点的过程中，电场力做功为多少？ （3）匀强电场的电场强度大小和方向？ 21．如图所示，A、B、C 是匀强电场中的三点，也是直角三角形的三个顶点，匀强电场与三角形 ABC 平面 平行。从 C 点向某一方向以大小为 v0 的速度射出一个质量为 m 电荷量为 q 的带正电粒子，粒子仅在电场力 1 10 v0 v0 作用下恰好能先后通过 A、B 两点，粒子通过 A、B 两点时的速度大小分别为 2 ， 2 ，已知 ∠A=90°，∠C=60°，AB 边长为 L，粒子重力不计。求： （1）C、B 两点及 C、A 两点的电势差； （2）匀强电场的电场强度。 � 22．在竖直面内有一水平向右的匀强电场， AB 为电场中的一条直线，与竖直方向夹角为   37 。一质量 为 m 、带负电的小球以一定的初动能 Ek0 从 C 点沿直线 AB 斜向上运动，运动到最高点的过程中电势能增加 8 了 25 Ek0 ，运动过程中空气阻力大小恒定，重力加速度取 g 。（ sin 37� 0.6 ， cos37� 0.8 ）求： （1）小球所受电场力的大小； （2） C 点到最高点的距离； （3）小球返回 C 点时的