2022高考人教四川专版物理选修3-1课时跟踪训练第1部分第一章第4节电势能电势与电势差Word版含解析[课时跟踪训练](满分60分 时间30分钟)一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得5分，选不全得3分，错选不得分，共40分)1．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aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小解析：在静电场中，正电荷从a点移到b点，电场力做负功，是从低电势移到高电势处，电势能增加，但不知道是否有其他力做功，故无法判断动能的变化，A、D错误，C正确；电场线方向不一定从b点指向a点，B错误。答案：C2．一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除静电力外，其他力做的功为6.0×10－5J，质点的动能增加了8.0×10－5J，则a、b两点间的电势差为( )A．3.0×104VB．1.0×104VC．4.0×104VD．7.0×104V解析：根据动能定理W总＝ΔEk，得W电＋W外＝ΔEk，W电＝ΔEk－W外＝8.0×10－5J－6.0×10－5J＝2.0×10－5J。所以a、b两点间的电势差：φa－φb＝＝V＝1.0×104V。故B正确。答案：B3．如图1所示，MN是电场中某一条电场线上的两点，若负电荷由M移到N时，电荷克服静电力做功，下列说法中错误的是( )图1A．M点和N点之间一定有电势差B．M点的场强一定大于N点的场强C．电场线的方向从M指向ND．M点的电势大于N点的电势解析：负电荷从M移到N时，电荷克服静电力做功，负电荷所受的静电力的方向是从N到M，则电场线的方向为由M指向N。判断知选项A、C、D正确。答案：B4\n4．下列说法正确的是( )A．电荷在A点的电势能是EpA＝－20J，在B点的电势能是EpB＝15J，则EpA>EpBB．电场中，A点的电势比B点的电势高，则A、B两点的电势差UAB>0C．电场中A点的电势是φA＝－6V，B点的电势是φB＝2V，则φA>φBD．EA＝1.0×102V/m，EB＝－2×102V/m，则EA<EB解析：电势能、电势的正负可以表示其大小，故有EpB>EpA，φA<φB，A、C均错误；电场强度为矢量，其正负号表示方向，不表示大小，故有EB>EA，D正确；因UAB＝φA－φB，φA>φB，故UAB>0，B正确。答案：BD5．(2022·菏泽检测)有一沿x轴分布的电场，以＋x方向为电场正方向。其电场强度E随x变化的图像如图2所示。下列说法正确的是( )A．O点的电势最高图2B．x2点的电势最高C．正电荷从x1移动到x3电场力做正功D．x1和x3两点的电势相等解析：观察图像可知该电场分布的特点为：场强的方向没有发生变化，一直沿着＋x方向，先增大后减小。顺着场强的方向电势越来越低，所以O点电势最高，φx1>φx3，A正确，B、D错误；由于φx1>φx3，所以正电荷从x1到x3电场力做正功，C正确。答案：AC6．A、B是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在静电力作用下，沿电场线从A点运动到B点，速度图像如图3所示。下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断，正确的是( )图3A．EA＞EBB．EA＜EBC．φA＜φBD．φA＞φB解析：由题图可知，正电荷速度越来越小，变化越来越慢，说明所受静电力越来越小，故EA＞EB，A对；受静电力方向与运动方向相反，可知场强方向由B向A，电势φA＜φB，C对。答案：AC7．图4中，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的微粒仅在电场力作用下从静止起通过该区域时的运动轨迹，走向从P到Q，则下列说法错误的是( )图44\nA．P点电势较高B．带电微粒过P点时的加速度较大C．带电微粒过P点时的动能较大D．带电微粒在P点时的电势能较大解析：由于带电粒子做曲线运动，所受电场力即合外力应指向轨迹的凹侧，因电场线切线方向即电场力方向，且电场线和等势面垂直，故电场线如图所示，而电场线方向是指向电势降低的方向，P点电势较高，选项A正确。正电微粒在P点电势能较大，等势线密的地方电场线也密，EP＞EQ，粒子在P点所受的电场力比在Q点时要大，则微粒过P点时的加速度较大，选项B正确。从P到Q电场力对带电粒子做正功，电势能变小，选项D正确。故选C。答案：C8．如图5所示，P、Q是等量的正点电荷，O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，OA<OB，用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势，则( )图5A．EA一定大于EB，φA一定大于φBB．EA不一定大于EB，φA一定大于φBC．EA一定大于EB，φA不一定大于φBD．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB解析：P、Q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电场强度是矢量，P、Q两点电荷在O点的合场强为零，在无限远处的合场强也为零，从O点沿PQ中垂线向远处移动，场强先增大，后减小，所以EA不一定大于EB。电势是标量，由等量同种电荷的电场线分布图可知，从O点向远处，电势是一直降低的，故φA一定大于φB。答案：B二、非选择题(共20分)9．(8分)如图6所示，电荷量为－e、质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场中B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，以A点的电势为零，求B点的电势。图6解析：电子进入匀强电场后在电场力作用下做匀变速曲线运动，根据运动的分解可知，电子在垂直于电场线方向上做匀速直线运动。将B点的速度分解(如图所示)4\nv＝＝2v0电子从A运动到B由动能定理得：W＝mv2－mv＝mv。电场力做正功，电势能减少，所以B点的电势能为EpB＝－mv，φB＝＝＝。答案：10．(12分)为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图7所示。若AB＝0.4m，α＝37°，q＝－3×10－7C，F＝1.5×10－4N(不计负电荷受的重力)。(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并说明它们的电势高低情况。图7(2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？解析：(1)因为负电荷匀速运动，所以电场力和F平衡，即电场力方向与F方向相反，所以电场线方向与F方向相同。又等势面与电场线垂直，所以过A、B两点分别做电场线的垂线，可得过A、B两点的等势线。因为沿电场线方向电势是降低的，所以A点电势高于B点电势。如图所示。(2)在运动过程中，电荷克服电场力做功，电势能增加，因为F做功与电场力做功的多少是相同的，所以WF＝F·cosα＝1.5×10－4×0.4×0.8J＝4.8×10－5J，电势能增加了4.8×10－5J。答案：(1)图见解析 A点电势高(2)增加了4.8×10－5J4
