高中物新教材人教版必修三第十章 第1节 电势能和电势 课时检测 （含解析）

第十章 静电场中的能量
1.电势能和电势
【基础过关】
考点一 静电力做功
1．（2022·全国·高二课时练*）如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线移动该电荷，电场力做功为；第二次沿路径移动该电荷，电场力做功；第三次沿曲线移动该电荷，电场力做功为，则（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】假设A、B两点相距l，直线与电场线的夹角为，根据功的定义可知，电场力做的功均为
故沿三种路径移动该电荷，电场力做功相等，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．（2022·福建福州·高二期末）电力电缆在正常运行电压作用下，电场是均匀分布的，但电缆终端处的电场不再是均匀分布，电缆终端周围的电场分布情况如图所示，图中虚线为等势线，实线为电场线，下列说法正确的是（　　）
A．电场中a点的电场强度小于b点的电场强度
B．一个电子由b点移到a点，需克服电场力做功为20eV
C．一带负电的粒子由b点经a点移至c点，电势能先减小后增大
D．一带正电的粒子从a点静止释放，仅在电场力作用下将沿电场线运动
【答案】B
【详解】A．由图发现，电场中a点处电场线比b点处电场线密集，电场强度更大，故A错误；
B．一个电子由b点移到a点，电势降低，电场力做负功，根据功能关系，需克服电场力做功
故B正确；
C．一带负电的粒子由b点经a点移至c点，电势先减小后增大，则电势能先增大后减小，故C错误；
D．一带正电的粒子从a点静止释放，其受电场力方向沿电场线的切线方向，不会沿电场线运动，故D错误。
故选B。
考点二 电势 电势能
3．（2022·全国·高二课时练*）在点电荷形成的电场中有一点A，当一个电荷量为的试探电荷从无限远处被移到电场中的A点时，静电力做的功为W，取无限远处电势为0，则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（　　）
A．， B．，-
C．W， D．W，-
【答案】A
【详解】电荷量为的试探电荷从无限远处被移到电场中的A点时，静电力做的功为W，则电荷的电势能减小了W，取无限远处电势为零，则电荷在A点的电势能为
A点的电势
故选A。
4．（2022·全国·高二单元测试）如图所示的各电场中，A、B两点电场强度相同且电势相等的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】A．该图中AB两点电势相等，场强大小相等，方向不等，选项A错误；
B．该图中AB两点电势不相等，场强大小不相等，方向相等，选项B错误；
C．该图中AB两点电势不相等，场强大小相等，方向相等，选项C错误；
D．该图中AB两点电势相等，均为零，场强大小相等，方向相同，均水平线向右，选项D正确；
故选D。
5．（多选）（2022·福建福州·高二期末）如图所示，静电喷涂时，工件接正极，喷枪口接负极，它们之间形成高压电场。若涂料微粒从喷枪口喷出后，只在静电力作用下（忽略空气阻力及重力）向工件运动，最后吸附在工件表面，图中虚线为涂料微粒的运动轨迹，下列说法正确的是（　　）
A．涂料微粒带正电
B．涂料微粒在运动过程中的速度逐渐增大
C．涂料微粒在运动过程中的电势能逐渐减少
D．图中涂料微粒的运动轨迹与电场线重合
【答案】BC
【详解】A．由图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中被吸附在工件上，所以涂料微粒带负电，故A错误；
BC．涂料微粒在运动过程中电场力对它做正功，则动能增大、速度增大，电势能逐渐减少，故BC正确；
D．由于涂料微粒做曲线运动，运动过程中电场力的方向与粒子运动的速度方向不共线，而电场力的方向与电场线方向平行，故涂料微粒的运动轨迹不是沿电场线方向运动，图中涂料微粒的运动轨迹与电场线不重合，故D错误。
故选BC。
6．（2022·广东·高二阶段练*）某同学在干燥环境做小实验，剪下一段塑料扁带，末端打结，再把另一端撕成丝，做成“章鱼”的造型，用毛巾从扁带丝结端向尾端摩擦，反复几次。用毛巾来回摩擦PVC（塑料）管，听到有噼里啪啦的声音后，停止摩擦。将“章鱼”往上抛，再将PVC管放在“章鱼”下方，在“章鱼”减速下落靠近PVC管过程，不计空气阻力，下列表述正确的是（　　）
A．“章鱼”与PVC管相互吸引
B．“章鱼”与PVC管间相互作用力变大
C．PVC管在“章鱼”处产生的场强变小
D．PVC管和“章鱼”的电势能增大
【答案】BD
【详解】A．用毛巾与扁带丝摩擦后，扁带丝上带上了同种电荷，再用毛巾摩擦PVC管，它也带上了同种电荷，所以“章鱼”与PVC管的带电性相同，故二者之间互相排斥，故A项错误；
B．“章鱼”与PVC管接近过程两者间的相互作用力变大，故B项正确；
C．电场强度与场源和与场源的距离有关，随着二者的接近，PVC管在“章鱼”处产生的场强变大，故C项错误；
D．PVC管与“章鱼”带同种电荷，接近过程，电场力做负功，故电势能变大，故D项正确。
故选BD。
考点三 等势面及几种常见的等势面
7.（2022·河南·新蔡县第一高级中学高二阶段练*）某空间内电场线和等势面分布如图所示，以下说法正确的是（　　）
A．A点的电势比B点高
B．负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大
C．正电荷从A点运动到B点电场力做正功
D．两点电势差
【答案】B
【详解】沿电场线电势降低，可知A点的电势比B点低，即；负电荷从A向B运动过程中，电场力做正功，电势能减小，因此负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大；正电荷从A点运动到B点电场力做负功。
故选B。
8. （2022·四川·乐山市教育科学研究所高二期末）如图所示，虚线为两个等量点电荷、Q形成的电场中的一组等势面，相邻等势面与连线交点间距离相等，一带负电的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹与等势面3、4、5的交点分别为、、，以下说法正确的是（　　）
A．、为同种电荷
B．连线上点的电场强度最大
C．等势面的电势关系是
D．粒子由到过程中动能逐渐减小
【答案】D
【详解】A．由图，PQ连线的中垂线为一条等势线，则该电场是等量异种点电荷的电场。故A错误；
B．根据等量异种点电荷电场的特点可知，在PQ连线.上，O点的电场强度最小。故B错误；
D．根据受力与轨迹弯曲方向的关系可知，粒子从a到c的过程中受到的电场力的方向向左，P为正点电荷，Q为负点电荷，在粒子从a到c的过程中电场力做负功，粒子的动能减小。故D正确；
C．根据上面选项分析，可知PQ连线上电场线的方向是从P指向Q，由此可知
故C错误。
故选D。
【能力提升】
9．（2022·全国·高二课时练*）在孤立点电荷－Q的电场中，一质子在距离点电荷r0处若具有E0的动能，即能够恰好逃逸此电场的束缚．若规定无穷远处电势为零，用E表示该场中某点的场强大小，用φ表示场中某点的电势，用Ep表示质子在场中所具有的电势能，用Ek表示质子在场中某点所具有的动能，用r表示该点距点电荷的距离，则如图所示的图象中，表示关系正确的是(　　)
A．B．C． D．
【答案】A
【详解】A．孤立点电荷－Q产生的场强大小与r的关系为，由数学知识得知，E与成正比，故A正确；
B．由知，r增大，E减小，φ－r图象的斜率大小等于场强，则φ－r图象斜率随r的增大逐渐减小，而且规定无穷远处电势为零，则
φ＜0
故B错误；
CD．质子从r0到无穷远处，电场力做负功，电势能增大，由上分析可知φ－r图象是非线性关系，质子的电势能Ep＝qφ，则得知，质子的电势能与r是非线性关系，根据能量守恒定律得知，动能与电势能总量不变，则质子的动能也是非线性变化，故CD错误。
9．（2022·江苏·扬州中学高二开学考试）如图甲所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点。一带正电的试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度图像如图乙所示，则（　　）
A．Q2带正电 B．Q1所带电荷量大于Q2所带电荷量
C．b点电场强度的方向指向a点 D．射线ba上，a点的电势最低
【答案】B
【详解】A．由题给图线可知，试探电荷经过a点时的加速度为零，所以电荷在a点所受的电场力为零，a点的电场强度必为零，即Q1、Q2在a点产生的电场强度等大、反向，故Q2一定带负电，A错误；
B．因Q1距离a点较远，根据点电荷的电场强度
可知，Q1所带电荷量一定大于Q2所带电荷量，B正确；
C．a点左侧越靠近Q2的点，Q2产生的电场强度比Q1产生的电场强度大得越多，所以合电场强度的方向向左，C错误；
D．同理可知，a点右侧合电场强度的方向向右，所以由b→a→∞，电势先升高后降低，a点的电势最高，D错误；
故选B。
11．（2022·河南·安阳市安东新区第一高级中学高二阶段练*）在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A，B两处分别固定两正点电荷，其电量分别为、，两点电荷的位置坐标如图甲所示。图乙是A，B连线之间的电势与位置x之间的关系图像，图中点为图线的最低点。若将带正电小球（可视为质点）在的C点由静止释放，下列说法正确的是（　　）
A．
B．小球向左运动过程中加速度先减小后增大
C．小球向左运动过程中电势能先增大后减小
D．小球能恰好到达点处
【答案】B
【详解】A. 根据图象切线的斜率表示场强可知，处场强为0，则有
解得
A错误；
BC. 根据图象可知，右侧电场方向向左，左侧电场方向向右，将带正电小球在的C点由静止释放后，先向左加速到处再向左减速，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，C错误；由于处场强为0，小球在该位置的加速度为0，故小球向左运动过程中加速度先减小后增大，B正确；
D. 小球从C点由静止释放向左运动到速度减为0的过程，电场力做功为0，即速度为0的位置电势与C点位置的电势相等，从图象可以看出该位置应位于之间，D错误；
故选B。
12．（多选）（2022·广东·广州大学附属中学高二阶段练*）将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，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
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，电场力做负功
【答案】ABD
【详解】A项：电场线越密集的地方电场强度就越大，从上图中可以看出a处的电场线比b处的电场线密集，所以a点的场强大于b点的场强，故A项正确；
B项：a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势,即a点的电势比b点的高.故B正确;
C项：电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小,即负电荷在a点的电势能较b点小,故C错误;
D项：由上知,-q在a点的电势能较b点小,则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点,电势能增大,电场力做负功.所以D选项是正确的.
综上所述：本题答案为：ABD

未经允许不得转载：答案星辰 » 高中物新教材人教版必修三第十章 第1节 电势能和电势 课时检测 （含解析）