新教材同步辅导2023年高中物理课时评价作业四电势能与电势粤教版必修第三册

课时评价作业(四)电势能与电势A级合格达标1.如图所示，电场中有A、B两点，下列说法正确的是()A．场强EA>EB，电势φA<φBB．场强EA<EB，电势φA>φBC．将＋q电荷从A点移到B点，电场力做负功D．将－q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EpA>EpB解析：由沿电场线方向电势降低可知，φA＞φB，由电场线越密处场强越大可知，EA＜EB，A错误，B正确；＋q所受电场力由A指向B，故＋q由A点到B点，电场力做正功，－q从A点到B点电场力做负功，电荷－q具有的电势能增大，EpA＜EpB，故C、D错误．答案：B2.某电场的电场线分布如图中实线所示，但电场线方向未知，一电子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计电子所受重力，则从A运动到B的过程中()A．电场力一直对电子做负功B．电子的电势能先增大后减小C．电子的速度先增大后减小D．轨迹上各点电势先升高后降低解析：电子受到的电场力F指向轨迹内侧并与电场线相切，如图所示，从A到B的过程，F与v的夹角先大于90°后小于90°，电场力对电子先做负功后做正功，电子的电势能先增大后减小，动能先减小后增大，A、C错误，B正确；由电势能的表达式Ep＝qφ可知，对带负电的电子，电势能先增大后减小，对应位置的电势先降低后升高，D错误．故选B.答案：B3．2020年，我国科学家通过冷冻电镜揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱．其中电子显微镜是冷冻电镜的关键，电子显微镜中利用电场控制电子运动的电场线分布如图所示．a、b、c、d为电场中的四个点，下列有关说法正确的是()A．四个点中a点的电场强度最大B．四个点中c点的电场强度最大C．d点电势高于b点电势D．电子在a点时电势能最大解析：电场线越密，电场强度越大，故B正确，A错误；沿电场线方向电势逐渐降低，故φa>φb>φc>φd，故C错误；由于电子带负电，根据Ep＝qφ可知，电子在a点时电势能最低，故D错误．答案：B4.空间P、Q两点处固定等量异种点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，设无穷远处电势为0，则()A．c点的电势大于0B．a点和b点的电场强度相同C．b点的电势低于d点的电势D．负电荷从a点移动到c点电势能增加解析：Q点处为正电荷，P点处为负电荷，两电荷连线的中垂线为电势为零的等势面，故c点的电势小于0，A错误；由对称性可知，a点和b点的电场强度大小相等，方向不同，B错误；左侧电势高于零，右侧电势低于零，故b点的电势高于d点的电势，C错误；a点的电势高于c点的电势，由Ep＝qφ可知，负电荷在a点电势能较小，即负电荷从a点移动到c点电势能增加，D正确．故选D.答案：D5．(多选)某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，C点与B点关于放电极对称，下列说法正确的是()A．A点电势低于B点电势B．A点电场强度小于C点电场强度C．烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能D．烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能解析：由沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，A正确；由题图可知，A点处电场线比C点处密集，因此A点的场强大于C点场强，B错误；烟尘颗粒带负电，从A到B的过程中，电场力做正功，动能增加，烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能，电势能减小，烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能，C正确，D错误．答案：AC6．下图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线．两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则()A．Wa＝Wb，Ea＞Eb B．Wa≠Wb，Ea＞EbC．Wa＝Wb，Ea＜Eb D．Wa≠Wb，Ea＜Eb解析：电场线的疏密表示电场强度大小，由题图可知a点处的电场线比b点处的密集，可知Ea>Eb，C、D错误；a、b两点处于同一个等势面上，故Uac＝Ubc，根据W＝qU，有Wa＝Wb，故B错误，A正确．答案：A7．某电场中有A、B、C三点，三点的电势分别是φa＝5V，φb＝－2V，φc＝0，现有一电荷量q＝－6×10－6C的点电荷P.求：(1)该点电荷在A、B、C三点的电势能各为多大？(2)若将P从A移到B，则静电力做功多少？电势能变化了多少？(3)若将P从B移到C，则静电力做功多少？电势能变化了多少？解析：(1)根据电势能公式得Epa＝φaq＝－3×10－5J，Epb＝φbq＝1.2×10－5J，Epc＝φcq＝0.(2)根据功的公式得WAB＝(φa－φb)＝－4.2×10－5J.根据功能关系得ΔEp＝－WAB＝4.2×10－5J.(3)根据功的公式得WBC＝(φb－φc)q＝1.2×10－5J.根据功能关系得ΔEp＝－WBC＝－1.2×10－5J.答案：(1)Epa＝－3×10－5J，Epb＝1.2×10－5J，Epc＝0(2)－4.2×10－5J，电势能增大了4.2×10－5J(3)1.2×10－5J，电势能减小了1.2×10－5JB级等级提升8．(多选)电偶极子模型是指电量为q，相距为l的一对正负点电荷组成的电结构，O是中心，电偶极子的方向为从负电荷指向正电荷，用图a所示的矢量表示，科学家在描述某类物质的电性质时，认为物质是由大量的电偶极子组成的，平时由于电偶极子都在做无规则的运动且排列方向杂乱无章，因而该物质不显示带电的特性．当加上外电场后，电偶极子绕其中心转动，图b为电偶极子转动到与外电场方向成夹角θ的位置，电偶极子最后都趋向于沿外电场方向排列，从而使物质中的合电场发生变化，物质显示带电性．下列说法正确的是()A．图a中O处场强为零B．图b中，夹角θ减小至0的过程中，外电场对电偶极子做正功C．图b中，当夹角θ＝0时，电偶极子的电势能最小D．图b中，当夹角θ＝π时，电偶极子的电势能最小解析：题图a中，－q、＋q点电荷在O处的场强大小相等，方向均向左，则O处场强不为零，故A错误；题图b中，夹角θ减小至0的过程中，电场力对两电荷均做正功，所以外电场对电偶极子做正功，故B正确；夹角θ减小至0的过程中，电场力做正功，电势能减小，所以当夹角θ＝0时，电偶极子的电势能最小，故C正确；夹角θ减小至0的过程中，电场力做正功，电势能减小，则当夹角θ＝π时，电偶极子的电势能最大，故D错误．答案：BC9．(2022·广东电白高二期末)产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针．图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等．图中a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb，a、b两点的电势分别为φa、φb，则()A．Ea>EbB．φa>φbC．避雷针的顶端带正电D．一带负电的雨滴从a下落至b，电场力做负功解析：由题意可知，产生闪电的积雨云底层带负电，可知避雷针的顶端带正电，选项C正确；等差等势线密集处的电场线也密集，场强也较大，则Ea<Eb，选项A错误；电场线大致向上，沿电场线的方向电势逐渐降低，可知φa<φb，选项B错误；一带负电的雨滴从a下落至b，因电场力向下，则电场力做正功，选项D错误．答案：C10．(2021·全国甲卷)(多选)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则()A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eVC．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大解析：由题图像可知φb＝φe.则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误；由题图像可知φa＝3V，φd＝7V，根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad＝Epa－Epd＝(φa－φd)·(－e)＝4eV，B正确；沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误；由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如右上图所示，由图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确．答案：BD11.根据图解答以下题目，然后进行小结：如何根据匀强电场的电场线来判断两点电势的高低？(1)M、N是匀强电场中同一条电场线上的两点，哪点电势高？(2)M、P是匀强电场中不在同一条电场线上的两点，AB是过M点与电场线垂直的直线，则M、P两点哪点电势高？解析：(1)M、N是匀强电场中同一条电场线上的两点，因正电荷从M到N电场力做正功，则电势能减小，则M点电势高．(2)AB是过M点与电场线垂直的直线，AB是等势线，而等势线上各点电势高于P点，可知M点电势高于P点电势．答案：(1)M点(2)M点12．如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把带电荷量为－1×10－8C的电荷从A点移到B点，静电力做功6×10－8J．B处电势为1V．求：(1)场强方向；(2)A点电势；(3)电子在A点的电势能．解析：(1)将负电荷从A点移至B点，静电力做正功，所以负电荷所受静电