10.1 电势能和电势（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第三册物理（人教版2019）

第十章　静电场中的能量 10.1　电势能和电势 [见学生用书P15] 移动物体需要克服重力做功(如图甲所示)，移动电荷需要克服静电力做功(如图乙所示)。 你能根据自己所掌握的重力做功和重力势能的知识分析静电力做功和电势能变化的关系吗？ 【答案】 静电力做正功电势能减少，静电力做负功电势能增加，静电力做了多少功电势能就变化多少。 1．下列关于电势和电势能的说法中正确的是(　C　) A．电场中电势越高的地方，电荷在那一点具有的电势能越大 B．放在电场中某点的电荷，其电荷量越大，它所具有的电势能越大 C．在带正电的点电荷产生的电场中任意一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能 D．在带负电的点电荷产生的电场中任意一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能 【解析】 由公式φ＝得，正电荷放在电势越高的位置电势能越大，而负电荷放在电势越高的位置电势能越小，A错误；在电场中电势越高的位置，电荷的电荷量越大所具有的电势能不一定越大，还与电荷的电性、电势的正负有关，B错误；无穷远处电势为零，顺着电场线方向电势逐渐降低，则在带正电的点电荷电场中任意一点的电势为正值，正电荷具有的电势能为正，负电荷具有的电势能为负，则正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能，C正确；无穷远处电势为零，在带负电的点电荷电场中任意一点的电势为负值，则正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能，D错误。 2．金属板和一个带正电的点电荷形成的电场线分布如图所示，A、B是电场中两个点。用EA、EB表示A、B两点的电场强度，φA、φB表示A、B两点的电势，下列判断正确的是(　A　) 第2题图 A．EA>EB，φA>φB B．EA>EB，φA<φB C．EA<EB，φA>φB D．EA<EB，φA<φB 【解析】 沿着电场线方向电势逐渐降低，由图可知，A点电势比B点电势高；A点处电场线比B点处电场线密，则A点的电场强度大于B点的电场强度，A正确。 3．一个电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点，静电力做功－6× 10－5 J，那么(　C　) A．电荷在B点将具有－6×10－5 J的电势能 B．电荷在B点将具有－6×10－5 J的动能 C．电荷的电势能增加了6×10－5 J D．电荷的动能增加了6×10－5 J 【解析】 由于初动能及电势能未知，故只能判断电势能与动能的变化量，不能确定电势能与动能的大小，A、B错误；静电力做了－6×10－5 J的功，根据功能关系得知，电荷的电势能增加6×10－5 J，C正确；电荷只在静电力作用下，静电力做了－6×10－5 J的功，合力做功即为－6×10－5 J，根据动能定理得知，动能减小了6×10－5 J，D错误。 4．在匀强电场中的A和B两个点相距一定距离，在这两点分别放置两个带正电的点电荷qA和qB，且电荷量qA＝2qB，如图所示。在选择零电势面后，得出A点电荷的电势能小于B点电荷的电势能。下列说法正确的是(　B　) 第4题图 A．选取的零电势面一定在A、B之间 B．选取的零电势面一定在A的左边 C．选取的零电势面一定在B的右边 D．调整零电势面后不可能使两个电荷电势能相等 【解析】 由电势能与电势的关系式EP＝qφ，把零电势面选在A点的左侧，则有0>φA>φB，两个点电荷的电势能都是负值，所以可能满足qA的电势能小于qB的电势能；若规定零电势在B的右侧，则A、B电势均大于零，根据EP＝φq可知，qA的电势能大于qB的电势能；若规定零电势在A、B之间，则A电势大于零，而B电势小于零，根据EP＝qφ可知，qA的电势能大于qB的电势能，B正确，A、C错误；根据EP＝qφ可知，qA的电势能可能等于qB的电势能，D错误。 5．一个电荷量为q＝2.0×10－8 C的正电荷从a点移到b点，静电力做功W1＝1.2×10－7 J，从b点移到c点，静电力做功为W2＝－2.0×10－7 J。若以b点的电势为零电势，求： (1)a点的电势； (2)该电荷在c点的电势能。 【答案】 (1)6 V；(2)2×10－7 J。 【解析】 (1)由题意可知Wab＝qφa－qφb＝W1，若以b点的电势为零电势，得φa＝6 V。 (2)电荷在c点的电势能为Epc＝qφb－W2＝2.0×10－7 J。 6．(多选)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点。一个带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为0，则(　AC　) 第6题图 A．q运动到O点时的动能最大 B．q由A点向O点做匀加速直线运动 C．q由A点向O点运动的过程中电势能逐渐减小 D．q运动到O点时的电势能为0 【解析】 从A点到O点过程，静电力做正功，动能增大，从O点到N点过程，