2024-2025学年高中物理第一章静电场第4节电势能和电势课时训练含解析新人教版选修3-1

PAGE4-第4节电势能和电势基础训练电势凹凸的推断1.如图所示,真空中一个点电荷Q在空间激发电场,在以Q为圆心的同心圆上,分别有A,B,C三点。比较这三点的电势,有以下几个推断,其中正确的是(B)A.若Q为正电荷,则有A<B<CB.若Q为正电荷,则有A>B>CC.若Q为负电荷,则有A>B>CD.若Q为负电荷,则有A=B<C解析:顺着电场线方向电势降低,反之电势上升,故选项B正确,A,C,D错误。2.下列关于电势凹凸的推断,正确的是(D)A.负电荷从A移到B时,静电力做正功,A点的电势肯定较高B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势肯定较低C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势肯定较高D.正电荷只在静电力作用下从静止起先,由A移到B,A点的电势肯定较高解析:依据静电力做功和电势能改变的关系,不管是正电荷还是负电荷,只要静电力做正功,电势能就削减;只要静电力做负功,电势能就增加。正、负电荷在电势凹凸不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能大;负电荷在电势低处具有的电势能大。选项A,B,C错误,D正确。3.(2024·浙江嘉兴期中)如图所示为电场中的三条电场线,A,B,C是其中一条电场线上的三个点。现用EA,EB,EC表示这三点的电场强度,A,B,C表示这三点的电势,则必有(B)A.EA>EB>EC B.A>B>CC.EA=EB=EC D.A=B=C解析:依据电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线越密电场强度越大,所以EC>EB>EA,故A,C错误;顺着电场线方向电势降低,可知A>B>C,故B正确,D错误。对静电力做功与电势能改变关系的理解4.如图所示,虚线a,b,c是某静电场中的三个等势面,一正粒子的运动轨迹如图中实线KLMN所示。由图可知(C)A.粒子从K到L的过程中,静电力做负功,电势能减小B.粒子从L到M的过程中,静电力做负功,电势能增加C.a>b>cD.a<b<c解析:由等势面的分布规律可知,该电场为点电荷产生的电场。由运动轨迹可知,运动的正粒子跟场源电荷的相互作用是斥力,所以场源电荷是正电荷。依据电场线与等势面垂直,电场线的分布是发散状辐射向外的。正粒子从K到L受静电力的方向背离圆心,与移动方向夹角为钝角,静电力做负功,粒子的电势能增加,选项A错误;从L到M,可看做轨迹与L所在等势面的另一交点运动到M,粒子受到的静电力与移动方向夹角为锐角,静电力做正功,粒子的电势能削减,选项B错误;依据电场线的方向是电势降低的方向可知选项C正确,D错误。5.(2024·浙江杭州选考模拟)如图为一头大一头小的导体四周等势面和电场线(带有箭头的线为电场线)示意图,已知两个相邻等势面间的电势之差相等,则(B)A.a点和d点的电场强度肯定相同B.a点的电势肯定低于b点的电势C.将负电荷从c点移到d点,静电力做正功D.将正电荷从c点沿虚线移到e点,电势能先减小后增大解析:a点和d点的电场强度方向不同,则这两点的电场强度不同,故A错误;沿着电场线的方向,电势越来越低,由图示可知,a点电势比b点电势低,故B正确;由图示可知,c与d两点在同一个等势面上,将负电荷从c点移到d点,静电力不做功,故C错误;将正电荷从c点沿虚线移到e点,静电力先做负功,后做正功,因此电荷的电势能先增大后减小,故D错误。6.(2024·浙江宁波北仑中学期中)图中实线是一簇未标明方向的匀强电场的电场线,虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a,b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用,且在a点速度垂直于电场线,则依据此图可知①带电粒子带正电②带电粒子在a,b两点的受力方向竖直向下③带电粒子的运动轨迹是一段抛物线④带电粒子在a点的水平速度等于在b点的水平速度⑤带电粒子在a点的速度大于在b点的速度以上推断正确的是(B)A.②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤解析:假设粒子由a到b运动。由图可知,粒子向下偏转,则说明粒子所受的静电力方向竖直向下,由于不知电场线方向,故无法推断粒子电性,故②正确,①错误;由图可知,粒子从a到b的过程中,受恒定的静电力,运动轨迹为一段抛物线,③正确;粒子在水平方向不受力,则水平方向做匀速运动,即带电粒子在a点的水平速度等于在b点的水平速度,④正确;粒子从a到b的过程中,静电力做正功,说明粒子速度增大,故可知b处速度较大,故⑤错误。故选B。电势、电势能、等势面7.(2024·浙江金华十校模拟)如图所示为范德格拉夫起电机,直流高压电源的正电荷通过电刷E、传送带、电刷F,源源不断地传到球壳的外表面,并匀称地分布在球壳的外表面上,从而在球壳和大地间形成高电压。当达到某稳定的高压时,一个电子仅在静电力作用下,从金属球壳外空间中A点运动到B点。下列说法正确的是(A)A.电子在A点的电势能小于B点的电势能B.电子在A点的加速度小于B点的加速度C.电子在A点的速度小于B点的速度D.A点的电势比B点的电势低解析:由于金属球壳带正电,因此A点电势高,电场强度大,所以电子在A点电势能小,选项A正确,D错误;由于A点电场强度大,所以电子在A处的加速度大,所以选项B错误;电子在仅有静电力作用下,由静止从A点加速向B运动,所以选项C错误。8.(2024·浙江“超级全能生”联考)如图所示为等量点电荷四周的电场线分布图,A,B,O位于两点电荷连线上,其中O为两点电荷连线的中点,C,D是连线的中垂线上的两点。关于各点的电场性质的描述,下列说法正确的是(C)A.A,B,O三点的电势大小相等B.O,C,D三点的电场强度相等C.若将带正电的摸索电荷q从C点移到B点,电势能减小D.若将带负电的摸索电荷q从A点移到D点,静电力做负功解析:沿电场线方向电势降低,则O>B>A,A错误;由电场线越密,电场强度越大,电场线越稀疏,电场强度越小可知,B错误;等量异种点电荷连线的中垂线为等势线,将正摸索电荷从C点移动到B点,即从高电势到低电势,静电力做正功,电势能减小,C正确;负摸索电荷从A点移到D点,静电力做正功,D错误.实力提升9.如图所示,一带电粒子在电场中沿曲线AB运动,从B点穿出电场,a,b,c,d为该电场中的等势面,这些等势面都是相互平行的竖直平面,不计粒子所受重力,则(D)A.该粒子肯定带负电B.此电场不肯定是匀强电场C.该电场的电场线方向肯定水平向左D.粒子在电场运动过程中动能不断削减解析:由于不能确定电场线方向,故不能确定粒子所带电性,选项A,C错误;等势面相互平行,故肯定是匀强电场,选项B错误;粒子所受静电力肯定沿电场线指向轨迹凹侧,而电场线和等势面垂直,由此可确定静电力肯定做负功,故动能不断削减,选项D正确。10.(2024·浙江金丽衢十二校联考)将一原来不带电的半径为R的金属放入电荷量为+Q的小球的电场中,由于金属球对电场的影响,最终所形成的电场线分布如图所示。设两球球心间的距离为3R,金属球表面的电势到处相等,a,b为电场中的两点,则(D)A.金属球将带负电B.金属球和小球间的库仑力为引力,其大小为F=kQC.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D.将一电子从a点移到b点的过程中,静电力做负功