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电势电势能练习题

电势、电势能练习题
1.如图6-2-10所示,在一匀强电场区域中,有A、B、C、D四点
恰好位于一平行四边形的四个顶点上,已知A、B、C三点电势分别为
φA=1 V,φB=4 V,φC=0,则D点电势φD的大小为()
A.-3 V B.0
C.2 V D.1 V
2.某电场的电场线分布如图6-2-11所示,以下说法正确的是()
A.c点场强大于b点场强
B.a点电势高于b点电势
C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b

D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小3.如图6-2-12中虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带正电的小球在电场中运动,实线表示该小球的运动轨迹.小球在a点的动能等于20 eV,运动到b点时的动能等于2 eV.若取c点为零势点,则当这个带电小球的电势能等于-6 eV时(不计重力和空气阻力),它的动能等于()
A.16 eV B.14 eV
C.6 eV D.4 eV
4.如图6-2-13所示,绝缘杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.初始时杆与电场线垂直,将杆右移的同时顺时针转过90°,发现A、B两球电势能之和不变,根据如图给出的位置关系,下列说法正确的是()
A.A一定带正电,B一定带负电
B.A、B两球带电量的绝对值之比q A∶q B=1∶2
C.A球电势能一定增加
D.电场力对A球和B球都不做功
5.三个点电荷电场的电场线分布如图6-2-15所示,图中a、b两点
处的场强大小分别为E a、E b,电势分别为φa、φb,则()
A.E a>E b,φa>φb B.E a<E b,φa<φb
C.E a>E b,φa<φb D.E a<E b,φa>φb
6.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则()
A.b点的电场强度一定比a点大
B.电场线方向一定从b指向a
C.b点的电势一定比a点高
D.该电荷的动能一定减小
7. 在地面上方空间有方向未知的匀强电场,一带电量为-q的小球以某一初速度由M点沿如图6-2-16所示的轨迹运动到N点(忽略小球所受空气阻力).由此可知()
A.小球所受的电场力一定大于重力
B.小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变
C.小球的机械能保持不变
D.小球的动能一定减小
8.如图所示,真空中有两个等量异种点电荷A、B,M、N、O是AB连线的垂线上的点,且AO>OB.一带负电的试探电荷仅受电场力作用,运动轨迹如图中实线所示,设M、N两点的场强大小分别为E M、E N,电势分别为φM、φN.下列判断中正确的是
()
A.B点电荷一定带正电
B.E M<E N
C.φM>φN
D.此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能
9.两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电势φ随位置x变化规律的是图()
10.如图6-2-19所示,在粗糙程度相同的斜面上固定一点电荷Q,在M点无初速度地释放带有恒定电荷的小物块,小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止,则从M到N的过程中()
A.M点的电势一定高于N点的电势
B.小物块的电势能可能增加
C.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
D.小物块和点电荷Q一定是同种电荷
11.如图6-2-20所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处有一个点电荷.现从b、c 之间一点P以相同的速率发射两个带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N点,M、N两点都处于圆周c上,以下判断正确的是()
A.到达M、N时两粒子速率仍相等
B.到达M、N时两粒子速率v M>v N
C.到达M、N时两粒子的电势能相等
D.两个粒子的电势能都是先减小后增大
12.如图6-2-21所示表示某静电场等势面的分布,电荷量为
1.6×10-9C的正电荷从A经B、C到达D点.从A到D,电场力对
电荷做的功为()
A.4.8×10-8J B.-4.8×10-8J
C.8.0×10-8J D.-8.0×10-8J
13.如图6-2-22所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a与c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是()
A.b点场强大于d点场强
B.b点场强小于d点场强
C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
14.水平面上有一边长为L的正方形,其a、b、c三个顶点上分别固定了三个等量的正点电荷Q,将一个电荷量为+q的点电荷分别放在正方形中心点O点和正方形的另一个顶点d 点处,两处相比,下列说法正确的是()
A.q在d点所受的电场力较大
B.q在d点所具有的电势能较大
C.d点的电势高于O点的电势
D.q在两点所受的电场力方向相同
15.如图6-2-14为光滑绝缘水平的直线轨道,在轨道的竖直平面内加一个斜向上方的匀强电场.有一质量为1.0×10-2kg、带电量为+1.0×10-4C的可视为质点的物块,从轨道上的A点无初速度释放,沿直线运动0.2 m到达轨道上的B点,此时速度为2 m/s.(g取10 m/s2)求:
(1)A、B两点间的电势差U AB.
(2)场强大小可能的取值范围.
16.如图6-2-24所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零),P A连线与水平轨道的夹角为60°,
试求:
(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小;
(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势.
17.如图6-2-25所示,在E=1×103V/m的竖直向下匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN平滑连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为半圆QN 的中点,其半径R=40 cm,带正电为q=1×10-4C的小滑块的质量为m=10 g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5 m处,取g=10 m/s2.求:
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向左运动;
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大.
答案
1A. 2BD 3B. 4B. 5C. 6C. 7AB. 8AB. 9A 11B. 12B. 13BC. 14D. 15、(1)A到B过程中只有电场力做功,根据动能定理得:
qU AB=1
2mv
2
B
-0
解得:U AB =200 V
(2)设场强的竖直分量为E y ,水平分量为E x ,则有: mg ≥qE y qE x x =12mv 2B
-0
解得:E y ≤1000 V/m ,E x =1000 V/m 场强的最大值为:
E max =E 2x +E 2
y =1000 2 V/m
场强的取值范围为: 1000 V/m <E ≤1000 2 V/m.
16、(1)物块在A 点受重力、电场力、支持力.分解电场力,由竖直方向受力平衡得 F N -mg -k Qq
r 2sin60°=0
① r =h
sin60°

由①②得F N =mg +33kQq
8h 2
.
(2)从A 运动到P 点正下方B 点的过程中,由动能定理得-qU =12mv 2-1
2mv 20
又因为U =φB -φA ,
由以上两式解得φB =m 2q
(v 20-v 2
)+φ .
17、(1)设小球到达Q 点时速度为v ,则mg +qE =m v 2
R
滑块从开始运动至到达Q 点的过程中,由动能定理有 -mg ·2R -qE ·2R -μ(mg +qE )x =12mv 2-1
2mv 20
联立解得v 0=7 m/s.
(2)设滑块到达P 点时速度为v ′,则从开始运动至运动到P 点的过程:-μ(qE +mg )x -(mg +qE )R =12mv ′2-1
2mv 20
又在P 点时:F N =m v ′2
R
代入数据解得F N =0.6 N.
由牛顿第三定律知滑块通过P 点时对轨道的压力是0.6 N.。

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