10.1电势能和电势（同步作业）-【鼎力课堂】2024-2025学年高二物理同步备课精编优选课件+同步作业（人教版2019必修第三册）

第1节　电势能和电势 一、静电力做功的特点 1．如图所示，的边与匀强电场的电场方向平行。将电荷q从A点移到B点，电场力做功为，从A点移到C点、从C点移到B点，电场力做功分别为、，则（    ）    A． B． C． D． 2．如图所示，电场强度为E的匀强电场中，带电荷量为的电荷沿直线、折线、曲线运动，已知长为d。关于静电力做的功和大小关系，下列说法正确的是（　　）    A．沿折线运动时，静电力做功最多 B．沿直线运动时，静电力做功最少 C．沿直线运动时，静电力做功为 D．沿直线运动时，静电力做功最多 二、电势能与电势能的变化 3．如图，在匀强电场A、B两处分别放入两个正点电荷qA和qB，且qA = 2qB。甲同学选择零势能面后，算出A、B两点的电势能，得出A的电势能小于B的电势能的结论。其他同学看了甲的结论，分别发表了以下看法。你赞同的看法是（　　） A．甲同学得出的结论与零势能面选择无关 B．甲同学选取的零势能面一定在A的左边 C．甲同学选取的零势能面一定在B的右边 D．甲同学选取的零势能面一定在A和B之间 4．如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等势面（相邻等势面间的电势差相等），A、B、C为电场中的三个点。下列正确的（　　） A．A点电势比B点高 B．A点场强比B点大 C．正电荷在C点的电势能与在B点的电势能相同 D．正电荷在C点的电势能比在B点的电势能大 3、 电势与电势的变化 5．将一正电荷从无限远处移入电场中的M点，电势能减少了8.0×10－9 J，若将另一等量的负电荷从无限远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9 J，则下列判断中正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，以两等量异种点电荷连线的中点O 为圆心画出半圆，在半圆上有M、P、N 三点， M、N 两点在两电荷连线上， P 点在两电荷连线的垂直平分线上。下列说法正确的是（　　）    A．M点的电场强度大于N 点的电场强度 B．M、N两点的电势相等 C．将一正点电荷从M点沿圆弧移动到N点的过程中电场力不做功 D．同一电荷在O 点的电势能等于其在P 点的电势能 7．关于电势，下列说法正确的是 (　　) A．电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功 B．电场中某点的电势与零电势点的选取有关 C．由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低 D．电势是描述电场能的性质的物理量 8．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是（　　） A．同一电场线上各点，电势一定相等 B．沿着电场线方向，电势越来越低 C．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小 D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零 9．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，某一像素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。下列说法正确的是（　　） A．像素由黑变白的过程中，黑色微粒向下迁移过程中电势能减小 B．像素由黑变白的过程中，电场力对黑色微粒做负功，对白色微粒做正功 C．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 D．无论人眼看见的透明面板是白色还是黑色，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势 10．将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则 A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高 C．检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大 D．将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功 11．图甲中，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在电场力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则（　　） A．电场线的方向由B指向A B．电场线的方向由A指向B C．A点电场强度大于B点电场强度 D．A点电势高于B点电势 12．如图，两个带等量负电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于点O对称。a、b、c、d四点位于以O点为圆心的圆周上，a、b连线平行于x轴，c，d是圆与y轴的交点。下列说法正确的是（    ） A．a、b两点的电势相同 B．a、b两点的场强相同 C．若两电荷在图中圆上任一点的电场强度大小分别是、，则为定值 D．负检验电荷仅在电场力作用下以一定初速度从c点运动到d点，电势能先减小后增大 13．在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c分别固定两个电荷量均为＋Q的点电荷，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点由静止释放，粒子将沿着对角线bd往复运动，粒子重力忽略不计。粒子从b点运动到d点的过程中（　　） A．先做匀加速运动，后做匀减速运动 B．先从低电势到高电势，再从高电势到低电势 C．电势能与机械能之和保持不变 D．电势能先增大，后减小 14．如图所示，A、B、C、D为正四面体的四个顶点，在A、B两点分别固定电荷量为+Q、Q的点电荷，C、D两点的电场强度分别为EC、ED，电势分别为φC、φD，下列判断正确的是（　　）    A．EC与ED相同 B．EC与ED不相同 C．φC与φD相等 D．φC与φD不相等 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节　电势能和电势 一、静电力做功的特点 1．如图所示，的边与匀强电场的电场方向平行。将电荷q从A点移到B点，电场力做功为，从A点移到C点、从C点移到B点，电场力做功分别为、，则（    ）    A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设匀强电场的电场强度为，，则将电荷q从A点移到B点，电场力做功为将电荷q从A点移到C点，电场力做功为将电荷q从C点移到B点，电场力做功为则有，故选C。 2．如图所示，电场强度为E的匀强电场中，带电荷量为的电荷沿直线、折线、曲线运动，已知长为d。关于静电力做的功和大小关系，下列说法正确的是（　　）    A．沿折线运动时，静电力做功最多 B．沿直线运动时，静电力做功最少 C．沿直线运动时，静电力做功为 D．沿直线运动时，静电力做功最多 【答案】C 【详解】静电力做功与电荷经过的路径无关，电荷沿直线、折线、曲线运动，其初、末位置相同，静电力做功相同，均为故选C。 二、电势能与电势能的变化 3．如图，在匀强电场A、B两处分别放入两个正点电荷qA和qB，且qA = 2qB。甲同学选择零势能面后，算出A、B两点的电势能，得出A的电势能小于B的电势能的结论。其他同学看了甲的结论，分别发表了以下看法。你赞同的看法是（　　） A．甲同学得出的结论与零势能面选择无关 B．甲同学选取的零势能面一定在A的左边 C．甲同学选取的零势能面一定在B的右边 D．甲同学选取的零势能面一定在A和B之间 【答案】B 【详解】若规定零电势在A的左侧，则AB电势均小于零，根据 可知，两个正点电荷的A和B，A的电势能小于B的电势能；若规定零电势在B的右侧，则AB电势均大于零，根据可知，两个正点电荷的A和B，A的电势能大于B的电势能；若规定零电势在AB之间，则A电势大于零，而B电势小于零，根据可知，两个正点电荷的A和B，A的电势能大于B的电势能；故B正确ACD错误； 故选B。 4．如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等势面（相邻等势面间的电势差相等），A、B、C为电场中的三个点。下列正确的（　　） A．A点电势比B点高 B．A点场强比B点大 C．正电荷在C点的电势能与在B点的电势能相同 D．正电荷在C点的电势能比在B点的电势能大 【答案】B 【详解】A．沿电场线方向，电势越来越低，A点电势比B点低，故A错误； B．电场线的疏密程度反映场强大小，A点场强比B点大，故B正确； CD．C点电势比B点低，正电荷在电势高的位置电势能大，正电荷在C点的电势能比在B点的电势能小，故CD错误。故选B。 3、 电势与电势的变化 5．将一正电荷从无限远处移入电场中的M点，电势能减少了8.0×10－9 J，若将另一等量的负电荷从无限远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9 J，则下列判断中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】取无限远处电势为零，则正电荷在M点的电势能为，负电荷在N点的电势能为。由知，M点的电势N点的电势且则故C正确，ABD错误。故选C。 6．如图所示，以两等量异种点电荷连线的中点O 为圆心画出半圆，在半圆上有M、P、N 三点， M、N 两点在两电荷连线上， P 点在两电荷连线的垂直平分线上。下列说法正确的是（　　）    A．M点的电场强度大于N 点的电场强度 B．M、N两点的电势相等 C．将一正点电荷从M点沿圆弧移动到N点的过程中电场力不做功 D．同一电荷在O 点的电势能等于其在P 点的电势能 【答案】D 【详解】A．根据对称性，M点的电场强度等于N 点的电场强度，A错误； B．沿着电场线的方向电势降低，M点的电势比N点电势高，B错误； C．电场力做功与路径无关，将一正点电荷从M点沿圆弧移动到N点的过程中电场力做正功，C错误； D．同一电荷在O 点的电势能等于其在P 点的电势能，均等于零，因为这两点均在零势面上，D正确。 故选D。 7．关于电势，下列说法正确的是 (　　) A．电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功 B．电场中某点的电势与零电势点的选取有关 C．由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低 D．电势是描述电场能的性质的物理量 【答案】ABD 【详解】A．根据电势的定义可知，电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，静电力所做的功，故A正确； B．电势是相对的，是相对于零电势点而言的，电场中某点电势与零电势点的选取有关，故B正确； C．电势是相对的，是相对于零电势点而言的，电场中某点电势与零电势点的选取有关，而电场中某两点间的电势差与零电势点选取无关，任意选取0势能点都可以比较电场中两点的电势高低，故C错误； D．根据电势的物理意义可知，电势是描述电场能的性质的物理量，故D正确．故选ABD。 8．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是（　　） A．同一电场线上各点，电势一定相等 B．沿着电场线方向，电势越来越低 C．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小 D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零 【答案】BD 【详解】AB．在电场中，沿着电场线的方向电势是降低的，故A错误，B正确； C．沿着电场线方向移动，正电荷的电势能减少，负电荷的电势能增大，C错误； D．电荷的电势能与电势的关系为，可知当时，电荷的电势能为零，D正确。 故选BD。 9．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，某一像素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。下列说法正确的是（　　） A．像素由黑变白的过程中，黑色微粒向下迁移过程中电势能减小 B．像素由黑变白的过程中，电场力对黑色微粒做负功，对白色微粒做正功 C．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 D．无论人眼看见的透明面板是白色还是黑色，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势 【答案】AD 【详解】A．像素由黑变白的过程中，黑色微粒受到的电场力向下，位移向下，电场力对黑色微粒做正功，电势能减小，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，电势能减小，故A正确； B．像素由黑变白的过程中，电场力对黑色微粒和白色微粒均做正功，故B错误； C．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，故黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故C错误； D．透明面板为黑色时，电场向下，黑色微粒处电势高，透明面板为白色时，电场向上，黑色微粒处电势高。故D正确。故选AD。 10．将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则 A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高 C．检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大 D．将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功 【答案】ABD 【详解】A项：电场线越密集的地方电场强度就越大，从上图中可以看出a处的电场线比b处的电场线密集，所以a点的场强大于b点的场强，故A项正确； B项：a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势,即a点的电势比b点的高.故B正确; C项：电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小,即负电荷在a点的电势能较b点小,故C错误; D项：由上知,-q在a点的电势能较b点小,则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点,电势能增大,电场力做负功.所以D选项是正确的. 综上所述：本题答案为：ABD 11．图甲中，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在电场力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则（　　） A．电场线的方向由B指向A B．电场线的方向由A指向B C．A点电场强度大于B点电场强度 D．A点电势高于B点电势 【答案】AC 【详解】ABD．负电荷由静止开始从A运动到B，由乙图像可知负电荷加速运动，有牛顿第二定律可知电场力方向从A到B，负电荷电场力方向和电场方向相反，故电场方向由B指向A，故A正确，B错误；电势沿电场强度方向强度减小，故D错误； C．根据乙图斜率表示加速度，从乙图斜率可知，加速度逐渐减小，由牛二定律可知负电荷电场力在减小，由电场强度定义式可知，A点电场强度大于B点电场强度，故C正确； 12．如图，两个带等量负电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于点O对称。a、b、c、d四点位于以O点为圆心的圆周上，a、b连线平行于x轴，c，d是圆与y轴的交点。下列说法正确的是（    ） A．a、b两点的电势相同 B．a、b两点的场强相同 C．若两电荷在图中圆上任一点的电场强度大小分别是、，则为定值 D．负检验电荷仅在电场力作用下以一定初速度从c点运动到d点，电势能先减小后增大 【答案】AC 【详解】A．由等量负电荷的等势线分布特点及对称性可知：a、b两点电势相同，故A正确； B．由等量负电荷的电场线分布特点可知a、b两点场强大小相等，方向不同，故B错误； C．如图所示 设圆半径为R，M为半圆上任一点，P、Q带电量为q，PM与PQ夹角为，P在M点场强为 Q在M点场强为解得所以为定值，故C正确； D．由等量负电荷的电场线分布特点可知，负电荷从c移到d点，电势先降低后升高，由，电势能先增大后降低，故D错误。故选AC。 13．在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c分别固定两个电荷量均为＋Q的点电荷，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点由静止释放，粒子将沿着对角线bd往复运动，粒子重力忽略不计。粒子从b点运动到d点的过程中（　　） A．先做匀加速运动，后做匀减速运动 B．先从低电势到高电势，再从高电势到低电势 C．电势能与机械能之和保持不变 D．电势能先增大，后减小 【答案】BC 【详解】A．a、c两点固定有电荷量相同的正点电荷，则bd为等量正点电荷连线的中垂线，由电场线分布情况可知带电粒子不可能做匀加速或匀减速直线运动，故A错误； B．等量正点电荷连线的中垂线上，其中点电势最高，带负电的粒子从b点运动到d点的过程中，先从低电势到高电势，再从高电势到低电势，故B正确； D．带负电粒子从b点运动到d点的过程中所受电场力先由b指向d，后由d指向b，所以电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小，后增大，故D错误； C．只有电场力做功，电势能与机械能之和保持不变，故C正确。 故选BC。 14．如图所示，A、B、C、D为正四面体的四个顶点，在A、B两点分别固定电荷量为+Q、Q的点电荷，C、D两点的电场强度分别为EC、ED，电势分别为φC、φD，下列判断正确的是（　　）    A．EC与ED相同 B．EC与ED不相同 C．φC与φD相等 D．φC与φD不相等 【答案】AC 【详解】AB．根据等量异种点电荷的电场线分布规律可知，A、B两点连线的中垂面上的电场强度方向均垂直与中垂面，即方向相同，在该中垂面上，以A、B两点连线的中点为圆心，以C点带连线间距为半径的圆周上的电场线分布的疏密程度相同，即圆周上各点的电场强度大小相等，方向相同，而C、D两点处于该圆周上，可知，EC与ED相同，故A正确，B错误； CD．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，A、B两点连线的中垂面为一个等势面，可知，φC与φD相等，故C正确，D错误。 故选AC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$