2024-2025学年高中物理第一章静电场4电势能和电势课时作业含解析新人教版选修3-1

PAGE6-电势能和电势一、单项选择题1．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是()A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小解析：电场是客观存在的，而电场线是假想的，A错；电场线越密的地方电场越强，B错；沿着电场线的方向电势渐渐降低，C对；负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功，电势能增加，D错．答案：C2．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．b点的电场强度肯定比a点大B．电场线方向肯定从b指向aC．b点的电势肯定比a点高D．该电荷的动能肯定减小解析：电场力做负功，该电荷电势能增加．正电荷在电势高处电势能较大，C正确．电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不肯定为负．由动能定理可知，动能不肯定减小，D错．电势凹凸与场强大小无必定联系，A错．b点电势高于a点，但a、b可能不在同一条电场线上，B错．答案：C3.如图所示，P、Q是等量的正点电荷，O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，OA<OB，用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势，则()A．EA肯定大于EB，φA肯定大于φBB．EA不肯定大于EB，φA肯定大于φBC．EA肯定大于EB，φA不肯定大于φBD．EA不肯定大于EB，φA不肯定大于φB解析：P、Q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同确定，电场强度是矢量，P、Q两点电荷在O点的合场强为零，在无限远处的合场强也为零，从O点沿PQ的中垂线向远处移动，场强先增大，后减小，所以EA不肯定大于EB，A、C错误．电势是标量，由等量同种点电荷的电场线分布图可知，从O点向远处，电势是始终降低的，故φA肯定大于φB，B正确，D错误．答案：B4.如图所示，实线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由图可以得出的正确结论是()A．M点的电势肯定低于N点的电势B．M点的场强肯定小于N点的场强C．由M点向N点移动电荷时，电势能的变更量与零电势的选取无关D．某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关解析：沿着电场线方向电势渐渐降低，可知M点的电势大于N点的电势，A错误；依据电场线与等势面垂直，可以作出如图所示电场线，可得EM>EN，B错误；M、N两点的电势能之差与零电势的选取无关，C正确；而Ep＝qφ，所以电势能的大小与零电势的选取有关，D错误．答案：C5．空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点旁边电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点．则()A．P、Q两点处的电荷等量同种B．a点和b点的电场强度相同C．c点的电势低于d点的电势D．负电荷从a到c，电势能削减答案：D

6.如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是()A．粒子在M点的速度最大B．粒子所受电场力沿电场方向C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加解析：粒子带负电，所受电场力沿电场反方向，在接近M点的过程中电场力做负功，离开M点的过程中电场力做正功，所以在M点粒子的速度应当最小，A、B错误，粒子在匀强电场中运动，所受电场力不变，加速度不变，C正确，因为动能先减小后增加，所以电势能先增加后减小，D错误．答案：C二、多项选择题7.如图所示的电场中有A、B两点，下列推断正确的是()A．电势φA<φB，场强EA>EBB．电势φA>φB，场强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，电势能削减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答案：BC8．带电小球在从A点运动到B点的过程中，重力做功为3J，电场力做功为1J，克服空气阻力做功为0.5J，则在A点的()A．重力势能比B点大3JB．电势能比B点小1JC．动能比B点小3.5JD．机械能比B点小0.5J答案：ACD9.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，图中实线表示等势线，则()A．a点和b点的电场强度相同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解析：a点的等势面比b点的稀疏，故a点的电场强度比b点的小，选项A错误．c点电势低于d点电势，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动，静电力做负功，选项B错误．a点电势低于c点电势，从a点到c点，把负电荷移向高电势处，静电力做正功，选项C正确，从e点到f点，电势先变低后变高，故沿此方向移动正电荷，静电力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，选项D正确．答案：CD10.如图所示，虚线同心圆是一簇某静电场中的等势面，其电势分别是φa、φb和φc，一带正电粒子射入电场中，运动轨迹如图中实线KLMN所示．由图可知()A．粒子从K到L的过程中，静电力做负功，电势能增加B．粒子从L到M的过程中，静电力做负功，电势能增加C．φa>φb>φcD．φa<φb<φc解析：由等势面的分布规律可知，该电场为点电荷的电场．由运动轨迹可知，运动的正电荷跟场源电荷的相互作用规律是排斥，所以场源电荷是正电荷．依据电场线与等势面垂直，得电场的分布是发散状辐射向外的．正电荷从K到L受静电力的方向背离圆心，与移动方向相反，做负功，电荷的电势能增加，选项A正确；从L到M的过程中，静电力先做负功再做正功，电势能先增加，后削减，选项B错误；依据电场线的方向就是电势降低的方向可知选项D正确．答案：AD11．(2024·海南高考)如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是()A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功解析：由图中带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹可知，粒子M受到引力作用所以带负电，粒子N受到斥力作用所以带正电，选项A正确；由于a点比b点更靠近带正电的点电荷，所以粒子M由a点运动到b点的过程中粒子要克服电场力做功，动能减小，选项B正确；d点和e点在同一个等势面上，所以N在d点的电势能等于它在e点的电势能，选项C正确；粒子N带正电，从c点运动到d点的过程中电场力做正功，选项D错误．答案：ABC三、非选择题12.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移到B，电场力做功其大小为1.2×10－7(1)匀强电场的电场强度E的大小．(2)电荷从B到C，电荷的电势能变更多少？解析：(1)由W1＝qE·AB得，该电场的电场强度大小为：E＝eq\f(W1,q·AB)＝eq\f(1.2×10－7,4×10－8×5×10－2)N/C＝60N/C(2)电荷从B到C，电场力做功为：W2＝F电·BC·cos60°＝qE·BC·cos60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5J＝1.44×10－7J所以，该过程电势能削减1.44×10－7J.答案：(1)60N/C(2)削减1.44×10－7J13．把q＝1.0×10－8C的电荷从无穷远处移到电场中的A点，克服电场力做功W＝1.2×10－4(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？(2)q在未移入电场前A点的电势是多少？解析：(1)电场力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，电势能的变更量等于电场力做的功，即W∞A＝Ep∞－EpA＝0－EpA.