第十章 专题二 电场能的性质（课时练习）-2022-2023学年高二新教材物理必修第三册【勤径学升·同步练测】（人教版）

专题二　电场能的性质 [对应素能提升训练第17页] 1．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是(　　) A．电场强度大的地方电势一定高 B．电势为零的地方场强也一定为零 C．场强为零的地方电势也一定为零 D．场强大小相同的点电势不一定相同 解析　沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线密的地方，电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，电势高的地方电场强度不一定大，电场强度大的地方，电势不一定高，故A错误；电势为零是人为选取的，则电势为零的地方场强可以不为零，场强为零的地方电势不一定为零，故B、C错误；在匀强电场中，场强处处相等，但沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以场强大小相同的点电势不一定相同，故D正确。 答案　D 2．(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、b两处电场强度的方向不同，因为场强是矢量，所以a点和b点的电场强度不同，故A错误；因为场源电荷是负电荷，所以正电荷从c点移到d点过程中电势升高，电势能增大，静电力做负功，故B错误；因为场源电荷是负电荷，所以负电荷从a点移到c点过程中电势升高，电势能减小，静电力做正功，故C正确；正电荷从e点沿图中虚线移到f点的过程中电势先降低后升高，所以电势能先减小后增大，故D正确。 答案　CD 3．(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知(　　) A．三个等势面中，a的电势最高 B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小 C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大 解析　带电质点所受静电力指向轨迹凹侧，由于质点带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线方向电势降低，故a等势面的电势最高，A正确；若质点由P至Q运动，则静电力做正功，电势能减小，所以质点在P点的电势能比Q点大，动能较Q点小，反之，静电力做负功，质点在P点的电势能比Q点大，动能较Q点小，B、C错误；因为P点的等势面较密，电场强度较大，加速度较大，故D正确。 答案　AD 4．质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中(　　) A．小球的重力势能减少了2mgh B．小球的动能增加了2mgh C．电场力做负功2mgh D．小球的电势能增加了3mgh 解析　带电小球受到向上的静电力和向下的重力，据牛顿第二定律F合＝F电－mg＝2mg，得F电＝3mg，在下落过程中静电力做功W电＝－3mgh，重力做功WG＝mgh，总功W＝W电＋WG＝－2mgh，根据做功与势能变化关系可判断：小球重力势能减少了mgh，电势能增加了3mgh，根据动能定理，小球的动能减少了2mgh，故选D。 答案　D 5．(多选)某静电场的电场线如图所示，虚线表示一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上的两点。以下判断正确的是(　　) A．粒子带负电 B．a点电势低于b点电势 C．粒子在a点的速率小于在b点的速率 D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 解析　带电粒子仅受电场力作用，带电粒子受电场力方向指向其轨迹的内侧，电场力方向斜向右上方，与电场线的方向相同，所以粒子带正电，故A错误；沿着电场线的方向，电势降低，所以a点电势高于b点电势，故B错误；粒子从a运动到b，电场力与轨迹上每一点的切线方向也就是速度方向成锐角，电场力做正功，粒子的速度增加，电势能减小，所以粒子在a点的速率小于在b点的速率，粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，故C、D正确。 答案　CD 6．如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点固定一个电荷量为＋Q的点电荷，一质量为m、带电荷量为＋q的物块(可视为质点)从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，PA连线与水平轨道的夹角为60°，重力加速度为g，静电力常量为k。试求： (1)物块在A点时受到轨道的支持力大小； (2)点电荷产生的电场在B点的电势。 解析　(1)物块在A点受到点电荷的库仑力F＝， 由几何关系可知r＝， 设物块在A点时受到轨道的支持力大小为FN， 由平衡条件有FN＝mg＋Fsin 60°， 解得：FN＝mg＋。 (2)设点电荷产生的电场在B点的电势为φB， 由动能定理有q(φ－φB)＝mv2－mv， 解得：φB＝φ＋。