2025高考物理步步高同步练习必修3练透第十章　静电场中的能量电势能和电势

2025高考物理步步高同步练习必修3练透第十章静电场中的能量1电势能和电势考点一静电力做功的特点1．(多选)下列说法正确的是()A．电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同B．电荷从电场中的某点出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零C．正电荷沿着电场线方向运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线方向运动，静电力对负电荷做正功D．电荷在电场中运动，因为静电力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立2.(2021·天津一中期中)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AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿折线ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，静电力做功为W3，则()A．W1>W2 B．W3<W2C．W1＝W2 D．W1<W3考点二电势和电势能3．关于电势和电势能，下列说法正确的是()A．在电场中电势高的地方电荷具有的电势能大B．在电场中放在某点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大C．在电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能D．取无穷远处电势为零，在负点电荷所产生的电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能4.(2021·沧州市高二期末)某电场的部分电场线分布如图所示，A、B两点位于电场中，EA、EB分别表示它们的电场强度，EpA、EpB分别表示电子在A、B两点具有的电势能．下列有关电场强度和电势能的判断正确的是()A．EA<EB，EpA<EpB B．EA>EB，EpA<EpBC．EA>EB，EpA>EpB D．EA<EB，EpA>EpB5.(2021·泰州市泰州中学高一期中)如图所示为某电场中的一条电场线，电场线上有A、B、C三点且AB＝BC，一电子从A点出发经B点运动到C点．下列说法正确的是()A．该电场是匀强电场B．在A、B、C三点中，A点的电势最高C．在A、B、C三点中，A点的电场强度最大D．在A、B、C三点中，电子在A点的电势能最大6．(2021·珠海一中期中)将一负电荷从无穷远处移至电场中M点，静电力做功为6.0×10－9J，若将一个等量的正电荷从电场中N点移向无穷远处，静电力做功为5.0×10－9J，则M、N两点的电势φM、φN的关系为()A．φM<φN B．φM＝φNC．φN<φM D．无法确定7.(多选)(2021·大同一中月考)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在静电力的作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q点最近的点．电子从M点经P点到达N点的过程中()A．速率先增大后减小B．速率先减小后增大C．电势能先减小后增大D．电势能先增大后减小8．图甲中AB是某电场中的一条电场线．若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度－时间图像如图乙所示．关于A、B两点的电势高低和电场强度大小关系，下列说法中正确的是()A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA<EBC．φA<φB，EA>EB D．φA<φB，EA<EB9.(多选)(2022·浙江金乡卫城中学高二月考)如图所示，两个等量正点电荷分别固定在A、B两点，O为AB的中点，M、N为AB中垂线上的两点，无限远处电势为零．以下说法正确的是()A．N、M、O三点中O点电场强度最大B．M点电势高于N点电势C．同一负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D．如果只受静电力作用的正电荷从M点由静止释放，电荷将沿中垂线做匀加速运动10.(多选)如图是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在静电力作用下以初速度v0从A向B运动并经过B点，一段时间后q以速度v又一次经过A点，且v与v0的方向相反，则以下说法中正确的是()A．A、B两点的电场强度EA＜EBB．A、B两点的电势φA＞φBC．负电荷q在A、B两点的电势能EpA＜EpBD．负电荷q先后经过A点的速度大小v0＝v11.(多选)(2019·江苏卷)如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为＋q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为＋q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点，此过程中，静电力做功为－W.再将Q1从C点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为－2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法正确的有()A．Q1移入之前，C点的电势为eq\f(W,q)B．Q1从C点移到B点的过程中，所受静电力做的功为0C．Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受静电力做的功为2WD．Q2在移到C点后的电势能为－4W12.如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5cm，bc＝12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8C的正电荷从a移动到b，静电力做功为W1＝1.2×10－7J，求：(1)若规定a点电势为零，求该电荷在b点的电势能；(2)匀强电场的电场强度E；(3)该电荷从b到c，电荷的电势能的变化量．13.(多选)如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点分别有等量同种电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是()A．O点的电场强度为零B．D点的电场强度为零C．若将点电荷＋q从O点移向C点，电势能增加D．若将点电荷－q从O点移向C点，电势能增加2电势差考点一电势差等势面的理解1．(2021·南通一中月考)下列关于等势面的说法，正确的是()A．电荷在等势面上移动时，由于不受静电力作用，所以说静电力不做功B．在同一个等势面上各点的电场强度大小相等C．两个不同电势的等势面可能相交D．匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面2．(2021·大连四十八中检测)对于电场中的A、B两点，下列说法中正确的是()A．A、B两点的电势及电势差都跟零电势点选取有关B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功C．将1C电荷从A点移到B点，静电力做1J的功，这两点间的电势差为1VD．电荷由A点移到B点的过程，除受静电力外，还受到其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功3．(2021·枣庄市高二期末)随着我国国民经济的高速发展，对电力的需求越来越多，而清洁能源发电一般在偏远地区，这需要远距离高压输电，为了不影响人们的生产生活，电路维护时需要带电作业．为了保障电工安全，电工要穿上用金属丝线编织的衣服和手套，如图甲所示．图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势．虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，下列说法正确的是()A．在c、d、e、f四点中，c点的电场强度最大B．若将某电子由c移到f，其电势能将减小C．将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动D．在c、d、e、f四点中，c点的电势最高4．空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，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、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则()A．e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点时电势能增加考点二静电力做功与电势差的关系5．(多选)A、B为电场中的两点，对A、B两点间的电势差UAB＝eq\f(WAB,q)和静电力做功WAB＝qUAB的理解正确的是()A．A、B两点间的电势差UAB和两点间移动电荷的电荷量q成反比B．不同的电荷从A点移动到B点，静电力做的功WAB和电荷量q成正比C．UAB与q、WAB无关，与是否移动电荷也没有关系D．WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关6．如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9C的正点电荷从A经B、C到达D点，则从A至D，静电力对电荷做的功为()A．4.8×10－8J B．－4.8×10－8JC．8.0×10－8J D．－8.0×10－8J7.在真空中的O点放一点电荷Q＝1.0×10－9C，直线MN过O点，OM＝30cm，M点放有一点电荷q＝－2.0×10－19C，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，如图所示．求：(1)电荷Q在M点产生的电场强度；(2)若M点的电势比N点的电势高20V，则电荷q从M点移到N点，静电力做了多少功？8.(2021·宁波镇海中学月考)如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异种点电荷＋Q和－Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴．将一个点电荷＋q从O点移动到D点，静电力对它做功大小为W，将这个点电荷从C点移动到E点，静电力对它做功大小为W2，则下列判断正确的是()A．两次移动点电荷静电力都做正功，并且W1<W2B．两次移动点电荷静电力都做正功，并且W1>W2C．两次移动点电荷静电力都做负功，并且W1<W2D．两次移动点电荷静电力都做负功，并且W1>W29.(多选)位于A、B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内的电势分布如图所示，图中实线表示等势面，则()A．a点和b点的电场强度大小相同B．正电荷从c点移到d点，静电力做正功C．负电荷从a点移到c点，静电力做正功D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大10．(2022·南宁三中高二开学考试)如果在某电场中将电荷量为5.0×10－4C的正电荷，仅在静电力作用下由A点移到B点，静电力做功为2.0×10－3J，则()A．电荷在B点的动能比在A点的动能小2.0×10－3JB．电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.0×10－3JC．A、B两点间电势差为－4VD．若把一个q＝1.0×10－4C的负电荷从A移动到B，则静电力做功4.0×10－4J11．(多选)(2021·杭州二中期中)空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0，现有另一电荷量为－q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0，若忽略重力的影响，则()A．在O、A、B三点中，B点电势最高B．在O、A、B三点中，A点电势最高C．O、A间的电势差比B、O间的电势差大D．O、A间的电势差比B、O间的电势差小12.(多选)(2022·河南高二期中)如图所示，在水平面内有三个光滑绝缘槽ab、ac和ad，a、b、c、d四点在同一个圆周上，圆心为O，Ob垂直Oa，bc和cd弧长相等．空间存在水平方向的匀强电场，电场方向从a指向O.带电小球从a点由静止释放，分别沿ab、ac、ad槽运动到圆周上b、c、d三点，所用时间分别为t1、t2和t3，到b、c、d时的速度大小分别为v1、v2和v3，到圆周时的电势能分别为Ep1、Ep2和Ep3，bc和cd的电势差分别为U1和U2，不计重力，下列判断正确的是()A．t1＝t2＝t3 B．v1>v2>v3C．Ep1>Ep2>Ep3 D．U1＝U23电势差与电场强度的关系考点一公式UAB＝Ed或E＝eq\f(UAB,d)的理解及简单应用1．(多选)下列说法正确的是()A．由公式E＝eq\f(UAB,d)得，电场强度E与电势差UAB成正比，与两点间距离d成反比B．由公式E＝eq\f(UAB,d)得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小C．在匀强电场中，任意两点间电势差等于电场强度和这两点沿电场方向的距离的乘积D．公式E＝eq\f(UAB,d)只适用于匀强电场2.匀强电场中一簇水平等势面，电势的高低如图所示，相邻等势面之间的距离都是2cm，下列判断正确的是()A．电场强度竖直向下、大小为0.2V/mB．电场强度竖直向下、大小为500V/mC．电场强度竖直向上、大小为0.2V/mD．电场强度竖直向上、大小为500V/m3.如图所示，沿x轴正方向电场强度为E的匀强电场中，有一动点从A点开始以O为圆心，r＝OA为半径逆时针转动一周，O与圆周上的A点的连线OA与x轴正方向(E方向)成θ角(θ<eq\f(π,2))，则此圆周上各点与A点间最大的电势差为()A．U＝Er B．U＝Er(sinθ＋1)C．U＝Er(cosθ＋1) D．U＝2Er4．(2021·合肥一中月考)在水深超过500m的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出的生物电获取食物、威胁敌害、保护自己．若该电鳗的头的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达()A．50V B．500VC．5000V D．50000V5.(2021·宿迁中学月考)如图所示，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm，A、B、C三点都在匀强电场中，且A、B、C所在平面与电场线平行，把一个电荷量q＝1×10－5C的正电荷从A点移到B点，静电力做功为零；从B点移到C点，静电力做功为－eq\r(3)×10－3J.(1)求A、C间的电势差；(2)若规定B点电势为零，求C点的电势；(3)求匀强电场的电场强度大小及方向．考点二用U＝Ed定性分析非匀强电场6.如图所示的同心圆是电场中的一簇等差等势线，一个电子只在静电力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是()A．电子沿AC方向运动时受到的静电力越来越小B．电子沿AC方向运动时具有的电势能越来越大C．电势差UAB＝UBCD．电势φA<φB<φC7．(多选)如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN.P点在y轴右侧，MP⊥ON.则下列说法正确的是()A．M点的电势比P点的电势高B．将负点电荷由O点移动到P点，静电力做正功C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D．M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差8.(2022·嫩江市第一中学高二开学考试)如图所示，a、b、c是一条电场线上的三点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，以下判断正确的是()A．φa>φb>φc B．Ea>Eb>EcC．φa－φb＝φb－φc D．Ea＝Eb＝Ec9.(多选)(2021·烟台市期末)如图所示，直角三角形ABC所在平面内存在一个匀强电场，∠A＝30°，∠C＝90°，BC＝d.一个带电荷量为q的正电荷从C点运动到A点和从C点运动到B点静电力做的功均为W.若C点的电势为零，则下列结论正确的是()A．B点的电势为－eq\f(W,q)B．C、B两点间的电势差为eq\f(W,q)C．该电场强度大小为eq\f(W,qd)D．在A点由静止释放一个点电荷，该电荷将沿AB做直线运动10.(2021·陆良县中枢镇第二中学高二月考)如图所示，a、b、c、d是以O点为圆心的圆弧上的四个点，该圆的半径R＝5m．a、b、c、d也