课时跟踪检测(7)电势能和电势（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（人教版2019）

课时跟踪检测（七）电势能和电势 A级——学考达标 1.(2023·天津一中期中)如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿折线ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，静电力做功为W3，则(　 ) A．W1>W2　　　　 B．W3<W2 C．W1＝W2 D．W1<W3 解析：选C　静电力做功只与起始和终止位置有关，与路径无关，因此选项C正确。 2. 如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，将电荷量为＋q的点电荷从电场中A点经B点移动到C点，其中AB⊥BC，AB＝4d，BC＝3d，则此过程中静电力所做的功为(　 ) A．3qEd B．4qEd　 C．5qEd D．7qEd 解析：选B　静电力做功与路径无关，只和始、末位置有关，从B点到C点静电力不做功，故静电力做功为W＝qE×4d＝4qEd，选项B正确。 3．如图，a、b为电场线上的两点，则下列说法正确的是(　 ) A．a点场强大 B．b点电势高 C．a、b两点场强一样大 D．负电荷在b点的电势能大 解析：选D　只有一根电场线，无法判断电场强度大小，故A、C错误；沿电场线方向电势降低，所以a点电势高，b点电势低，由电势能定义可知负电荷在b点的电势能大，故C错误，D正确。 4．在静电场中，将一负电荷从a点移到b点，静电力做了负功，则(　 ) A．b点的电场强度一定比a点大 B．b点的电势比a点高 C．电场线方向一定从a指向b D．该电荷电势能增大 解析：选D　由题中条件不能比较a、b点的电场强度大小关系，A错误；将一负电荷从a点移到b点，静电力做了负功，电势能增大，则电势减小，即b点的电势比a点低，B错误，D正确；a点电势高于b点，但是电场线方向不一定从a指向b，C错误。 5.(多选)一带电粒子射入一正点电荷的电场中，其运动轨迹如图所示，粒子从A运动到B，则(　 ) A．粒子带负电 B．粒子的动能一直变大 C．粒子的加速度先变小后变大 D．粒子在电场中的电势能先变小后变大 解析：选AD　根据运动轨迹可知，粒子带负电，粒子的动能先变大后变小，粒子的加速度先变大后变小，A正确，B、C错误；粒子在电场中运动，静电力先做正功后做负功，粒子的电势能先变小后变大，D正确。 6．(2023·珠海期中检测)将一负电荷从无穷远处移至电场中M点，静电力做功为6.0×10－9 J，若将一个等量的正电荷从电场中N点移向无穷远处，静电力做功为5.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN的关系为(　 ) A．φM<φN B．φM＝φN C．φN<φM D．无法确定 解析：选C　取无穷远处电势φ＝0，则电荷在无穷远处的电势能为0，一负电荷从无穷远处移至电场中M点，静电力做功为6.0×10－9 J，在M点的电势能为－6.0×10－9 J，则φM＝V。一个等量的正电荷从电场中N点移向无穷远处，静电力做功为5.0×10－9 J，则在N点的电势能为5.0×10－9 J，可知N点的电势φN＝ V，所以φM>φN>0，故选项C正确。 7．(多选)关于静电场，下列说法正确的是(　 ) A．电势等于零的物体一定不带电 B．电场强度为零的点，电势不一定为零 C．同一电场线上的各点，电势一定相等 D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 解析：选BD　电势的零点是人为选取的，则电势等于零的物体也可以带电，故A错误；电势是标量，与零电势点的选取有关，所以电场强度为零的地方电势不一定为零，故B正确；沿电场线的方向电势逐渐降低，故C错误；根据公式Ep＝qφ知，负电荷在电势越低的地方电势能越大，在电势越高的地方电势能越小，所以负电荷从电势高的点运动到电势低的点，电势能一定增加，故D正确。 8．(2023·广东高考)(多选)电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒。当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移(每个微粒电量保持不变)，像素由黑色变成白色。下列说法正确的有(　 ) A．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势 B．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 C．像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功 D．像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功 解析：选AC　像素呈黑色时，胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故A正确；像素呈白色时，胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，所以黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故B错误；像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，故C正确；像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对黑色微粒做正功，故D错误。 9．在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离s＝0.10 m。一个电荷量q＝＋2.0×10－8 C的点电荷所受静电力的大小F＝4.0×10－4 N。求： (1)电场强度E的大小； (2)将该点电荷从A点移至B点的过程中，静电力所做的功W； (3)将该点电荷从A点移至B点的过程中，电荷的电势能增加还是减少，电势能改变多少。 解析：(1)根据电场强度的定义式可得E＝＝2×104 N/C。 (2)正点电荷所受静电力沿电场线方向，将该点电荷从A点移至B点的过程中，静电力所做的功为W＝Fs＝4×10－5 J。 (3)将该点电荷从A点移至B点的过程中，静电力做正功，电荷的电势能减少了4×10－5 J。 答案：(1)2×104 N/C　(2)4×10－5 J　(3)减少了4×10－5 J B级——选考进阶 10．(多选)一电子飞经电场中A、B两点，电子在A点的电势能为4.8×10－17 J，动能为3.2×10－17 J，由A点到B点静电力做功为1.6×10－17 J，如果电子只受静电力作用，则(　 ) A．电子在B点的动能为4.8×10－17 J B．电子在B点的动能为1.6×10－17 J C．电子在B点的电势能为3.2×10－17 J D．电子在B点的电势能为6.4×10－17 J 解析：选AC　电子由A点到B点静电力做功为1.6×10－17 J，即电子从A点到B点电势能减少1.6×10－17 J，则在B点的电势能为3.2×10－17 J，电子只受静电力，则电子的电势能和动能之和不变，在A点有E＝Ek＋Ep＝3.2×10－17 J＋4.8×10－17 J＝8×10－17 J，在B点的动能Ek′＝E－Ep′＝8×10－17 J－3.2×10－17 J＝4.8×10－17 J，故A、C正确，B、D错误。 11.(2023·大同一中月考)(多选)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在静电力的作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q点最近的点。电子从M点经P点到达N点的过程中(　 ) A．速率先增大后减小 B．速率先减小后增大 C．电势能先减小后增大 D．电势能先增大后减小 解析：选AC　电子受到正点电荷的静电力，当电子由M点向P点运动时，二者距离减小，静电力做正功，故电势能减小，又由动能定理，知动能增大，即速率增大；当电子由P点向N点运动时，电势能增大，动能减小，速率减小，故A、C正确，B、D错误。 12．(2023·全国乙卷)(多选)在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP > OM，OM＝ON，则小球(　 ) A．在运动过程中，电势能先增加后减少 B．在P点的电势能大于在N点的电势能 C．在M点的机械能等于在N点的机械能 D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功 解析：选BC　由题意知，OP>OM，OM＝ON，则根据点电荷的电势分布情况可知φM＝φN > φP，则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且EpP > EpM＝EpN，则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误，B、C正确；从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。 13.如图所示，在电场强度大小E＝1×104 N/C的水平匀强电场中，有一根长l＝15 cm的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g、电荷量q＝2×10－6 C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s2。求： (1)小球从开始释放至到达最低点B的重力势能、电势能分别变化了多少； (2)若取A点电势为零，则小球在B点的电势能、电势分别为多少。 解析：(1)在该过程中，小球的重力势能变化量ΔEp＝－mgl＝－4.5×10－3 J，电势能变化量ΔEp电＝Eql＝3×10－3 J。 (2)若取A点电势为零，则EpA＝qφA＝0，因ΔEp电＝EpB－EpA，故小球在B点的电势能EpB＝ΔEp电＋EpA＝3×10－3 J，B点的电势φB＝＝1.5×103 V。 答案：(1)－4.5×10－3 J　3×10－3 J　(2)3×10－3 J　1.5×103 V 3 学科网（北京）股份有限公司 $$