2021-2022学年新教材高中物理 第10章 静电场中的能量 1 电势能和电势练习（含解析）新人教版必修第三册.docx

1、电势能和电势课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.下列关于电势高低的判断,正确的是()A.负电荷从A移到B时,静电力做正功,A点的电势一定较高B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较高D.正电荷只在静电力作用下从静止开始,由A移到B,A点的电势一定较高答案:D解析:根据静电力做功和电势能变化的关系,不管是正电荷还是负电荷,只要静电力做正功,电势能就减少;只要静电力做负功,电势能就增加。正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能大;负电荷在电势低处具有的电势能大。可以确定选项A、B、C错,D正确。2

2、.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,静电力做了负功,则()A.b点的电场强度一定比a点的大B.电场线方向一定从b指向aC.b点的电势一定比a点的高D.该电荷的动能一定减小答案:C解析:静电力做负功,该电荷电势能增加,正电荷在电势高处电势能较大,C正确。静电力做负功同时电荷可能还受其他力作用,总功不一定为负,由动能定理可知,动能不一定减小,D错误。电势高低与电场强度大小无必然联系,A错误。b点电势高于a点,但a、b可能不在同一条电场线上,B错误。3.在电场中把电荷量为410-9 C的正电荷从A点移到B点,克服静电力做功610-8 J,下列说法正确的是()A.电荷在B点具有的电势能是610-8

3、 JB.B点的电势是15 VC.电荷的电势能增加了610-8 JD.电荷的电势能减少了610-8 J答案:C解析:在没有明确零电势点的情况下,不能确定电场中各点电势和电势能的具体值,A、B错误。克服静电力做了多少功,电荷的电势能就增加多少,D错误,C正确。4.下图为某一电场的电场线,M、N、P为电场线上的三个点,M、N是同一电场线上两点。下列判断正确的是()A.M、N、P三点中N点的电场强度最大B.M、N、P三点中N点的电势最高C.负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.正电荷从M点自由释放,电荷将沿电场线运动到N点答案:A解析:本题考查电势、电势能及电场线等知识,培养科学思维。电场线的疏密

4、反映了电场的强弱,所以N点电场强度最大,选项A正确。顺着电场线的方向,电势降低,M点的电势大于N点电势,选项B错误。根据Ep=q,MN可知,负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能,选项C错误。正电荷在M点自由释放,电荷在静电力的作用下运动,但是运动轨迹并不是电场线,选项D错误。5.如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受静电力的作用,运动过程中电势能逐渐减小,它运动到b处时的运动方向与受力方向可能是()答案:D解析:由于带电粒子只受静电力,则所受的静电力方向指向轨迹的凹侧,A错误;由于运动过程中电势能逐渐减小,则静电力做正功,静电力的方向与速度方向的夹角为锐角,B、C

5、错误,D正确。6.(多选)如图甲所示,AB是电场中的一条直线,电子以某一初速度从A点出发,仅在静电力作用下沿AB运动到B点,其v -t图像如图乙所示。关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势A、B的关系,下列判断正确的是()A.EAEBB.EABD.AEB,A选项正确;由于电子带负电,且速度越来越小,所以静电力做负功,从A到B电势能越来越大,所以AB,C选项正确。7.如图所示的匀强电场中,有A、B、C三点,lAB=5 cm,lBC=12 cm,其中AB沿电场方向,BC和电场方向成60角。一个电荷量为q=410-8 C的正电荷从A移到B,静电力做功为W1=1.210-7 J。(1)求匀强电场的电

6、场强度E的大小。(2)电荷从B到C,电荷的电势能改变多少?答案:(1)60 N/C(2)减少1.4410-7 J解析:(1)由W1=qElAB得,该电场的电场强度大小为E=W1qlAB=1.210-7410-8510-2N/C=60N/C。(2)电荷从B到C,静电力做功为W2=F电lBCcos60=qElBCcos60=410-8601210-20.5J=1.4410-7J所以,该过程电势能减少1.4410-7J。选考奠基素养提升1.下图是等量异种点电荷形成的电场线,A、B为同一电场线上的两点,以下说法正确的是()A.A、B两点电场强度大小和方向都相同B.A点的电势比B点的高C.将一正点电荷从

7、A点无初速度释放一定会沿着电场线运动到B点D.一电子从A点移到B点静电力对其做正功,电势能减小答案:B解析:电场强度是矢量,A、B两点的电场强度方向不同,A错误;沿着电场线的方向电势降低,B正确;粒子的运动轨迹不沿电场线,C错误;电子从A点移到B点静电力做负功,电势能增加,D错误。2.如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受静电力作用的带电粒子的运动轨迹,M、N是运动轨迹上的两点,则()A.M点的电势比N点的电势低B.粒子在M点的加速度比在N点的加速度大C.粒子一定是从M点运动到N点D.粒子在M点的电势能比在N点的电势能大答案:D解析:根据沿着电场线方向电势降低知,M点的电势高于N点的电势,A错

8、误;根据电场线疏密程度可知N点的电场强度大,所以粒子在N点的加速度也大,B错误;根据轨迹看不出运动方向,C错误。根据粒子运动轨迹可知粒子受力与电场线方向一致,因此粒子是正电荷,正电荷在电势高的地方电势能大,D正确。3.(多选)在真空中A、B两点分别放置等量异种电荷,在电场中通过A、B两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径abcd,如图所示,现将一电子沿abcd移动一周,则下列判断正确的是()A.由ab静电力做正功,电子的电势能减小B.由bc静电力对电子先做负功,后做正功,总功为零C.由cd电子的电势能一直增加D.由da电子的电势能先减小后增加,电势能变化量为零答案:BD解析:本题考查静电力与电

9、势能变化的关系,培养科学思维。电子带负电,由ab静电力做负功,电势能增加,由cd静电力做正功,电势能减小,故A、C错误。由bc,静电力对电子先做负功后做正功,由对称性,b、c两点电子电势能相等,故总功为零,B正确。由da静电力对电子先做正功后做负功,故电子的电势能先减小后增加,再由对称性可确定电势能变化量为零,故D正确。4.(多选)如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有电荷量均为+Q的点电荷,在x轴上C点有电荷量为-Q的点电荷,且lCO=lOD,ADO=60。下列判断正确的是()A.O点电场强度为零B.D点电场强度为零C.若将电荷量为+q的点电荷从O移向C,电势能增大D.若将电荷量为-q

10、的点电荷从O移向C,电势能增大答案:BD解析:题中A、B两个点电荷在O点产生的电场强度矢量和为0,所以O点的电场强度等于C点的点电荷在O点产生的电场强度(不为零),A选项错误。题中A、B、C三点电荷在D点产生的电场强度如图所示,大小相等,设EA=EB=EC=E,EA、EB的矢量和沿x轴正方向,大小也等于E,EC方向沿x轴负方向,故三个电场强度的矢量和为0,B选项正确。x轴上O点和C点之间的区间,电场强度方向沿x轴负方向,所以将正电荷从O移向C,静电力做正功,电势能减小;将负电荷从O移向C,静电力做负功,电势能增大,C选项错误,D选项正确。5.如图所示,匀强电场的电场线与AC平行,把10-8 C的负电荷从A点移到B点,静电力做的功为610-8 J,AB的长为6 cm,AB与AC成60角。(1)求电场强度的方向。(2)设B处电势为1 V,则A处电势为多少?电子在A处的电势能为多少?答案:(1)由C指向A(2)-5 V5 eV解析:(1)将负电荷从A点移至B点,静电力做正功,所以电荷所受静电力方向由A指向C。又因为是负电荷,电场强度的方向与负电荷受力方向相反,所以电场强度的方向由C指向A。(2)由WAB=EpA-EpB=q(A-B)可知A=WABq+B=610-8-10-8+1V=-5V电子在A点的电势能为EpA=qA=(-e)(-5V)=5eV。