人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量第1节电势能和电势课时作业含答案

(限时：35分钟)【合格考练】1．某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则()A．EP＜EQ，φP＞φQ B．EP＞EQ，φP＜φQC．EP＞EQ，φP＞φQ D．EP＜EQ，φP＜φQ解析：选A。由题图知Q点电场线密，电场强度大，EQ＞EP，P、Q在同一条电场线上，沿电场线的方向电势降低，φP＞φQ。2．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．该电荷的电势能一定减小B．b点的电势一定比a点高C．电场线方向一定从b指向aD．b点的电场强度一定比a点大解析：选B。电场力做负功，电势能一定增加，A错误；由φ＝eq\f(Ep,q)知，正电荷在电势越高处电势能越大，B正确；b点电势高于a点，但电场线方向不一定从b指向a，C错误；电场强度大小与电势高低无关，D错误。3．(多选)如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是()A．电势φA<φB，电场强度EA>EBB．电势φA>φB，电场强度EA<EBC．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能EpA<EpB解析：选BCD。沿电场线方向电势降低，则电势φA>φB，电场线越密集电场强度越大，则电场强度EA<EB，A错误，B正确；将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少，C正确；负电荷在高电势点的电势能较小，则将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能EpA<EpB，D正确。4．将一电荷量为－q的试探电荷从无穷远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功为W，若规定无穷远处的电势为零，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．－W，eq\f(W,q) B．W，－eq\f(W,q)C．W，eq\f(W,q) D．－W，－eq\f(W,q)解析：选A。依题意，电荷量为－q的试探电荷从无穷远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则试探电荷的电势能减少W，无穷远处该试探电荷的电势能为零，则该试探电荷在A点的电势能为Ep＝－W，A点的电势φA＝eq\f(Ep,－q)＝eq\f(－W,－q)＝eq\f(W,q)，A正确。5．如图为电子束焊接机示意图，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。K为阴极，A为阳极，下列说法正确的是()A．B点电势高于C点电势B．B点电势低于C点电势C．B点电场强度大于C点电场强度D．B点电场强度等于C点电场强度答案：B【等级考练】6．(2024·广东统考学业考试)图中的正点电荷固定，一个带负电的点电荷p从M点运动到N点，下列说法正确的是()A.M点的电势比N点的高，p的电势能增大B．M点的电势比N点的高，p的电势能减小C．M点的电势比N点的低，p的电势能增大D．M点的电势比N点的低，p的电势能减小答案：D7．(多选)如图，在空间固定有两个等量正点电荷，MN为它们连线的中垂线，O点为连线与中垂线的交点。另一带负电的点电荷，仅在电场力作用下由MN上A处静止释放，在运动过程中负点电荷漏失了一部分电荷，但质量保持不变，负点电荷达B处(图中未画出)时速度变为零，则下列说法正确的是()A．OA的距离大于OB的距离B．A处场强可能大于B处场强C．A处电势必高于B处电势D．负电荷在A处电势能大于在B处电势能解析：选BC。如果没有漏失部分电荷，B点与A点关于O点对称，电荷在AB间振动；如果点电荷漏失一部分电荷，会导致所受电场力减小，OB间距增加，故A错误；由于OB大于OA，且中垂直线上有电场强度最大的位置，故A处场强可能大于B处场强，故B正确；由于OB大于OA，故A处电势高于B处电势，故C正确；根据Ep＝qφ，A处电势高于B处电势，故负电荷在A处电势能小于在B处电势能，故D错误。8．如图所示的匀强电场中，有A、B、C三点，eq\x\to(AB)＝5cm，eq\x\to(BC)＝12cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向夹角为60°。一个电荷量为q＝4×10－8C的正电荷从A移到B，电场力做功为W1＝1.2×10－7J。(1)求匀强电场的电场强度E的大小。(2)该电荷从B到C，电荷的电势能改变多少？解析：(1)由W1＝qEeq\x\to(AB)得，该电场的电场强度大小为：E＝eq\f(W1,qeq\x\to(AB))＝eq\f(1.2×10－7,4×10－8×5×10－2)N/C＝60N/C。(2)该电荷从B到C，电场力做功为：W2＝Feq\x\to(BC)cos60°＝qEeq\x\to(BC)cos60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5J＝1.44×10－7J所以，该过程电荷的电势能减少1.44×10－7J。答案：(1)60N/C(2)减少1.44×10－7J9．如图所示，在电场强度为E＝1×104N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L＝1m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m＝0.2kg、电荷量为q＝5×10－6C、带正电的小球，g取10m/s2。细杆可绕O在竖直平面内自由转动。现将杆由水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中。问：(1)电场力对小球做功W电为多少？小球电势能如何变化？(2)小球在最低点的动能EkB为多少？解析：(1)电场力做功仅与初、末位置有关，W电＝qEL＝5×10－6