课时测评7 电势能和电势-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

课时测评7　电势能和电势 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题4分，共40分) 1．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 答案：B 解析：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。 2．如图所示，静电场中的一条电场线上有M、N两点，箭头代表电场的方向，则(　　 ) A．M点的电场强度大小一定比N点的大 B．电子从M点运动到N点静电力做正功 C．电子在M点的电势能比在N点的小 D．电子在M点受到的静电力大小一定比在N点的大 答案：C 解析：由于题中只给出了一条电场线，不能确定电场线的疏密，因此不能确定电场强度的大小，也不能确定电子在M、N两点受到的静电力大小，选项A、D错误；电子从M点运动到N点，静电力做负功，电子的电势能增加，所以电子在M点的电势能比在N点的小，选项B错误，C正确。 3．如图所示，实线是匀强电场的电场线，带电粒子q1、q2分别从A、C两点以初速度v沿垂直于电场线的方向射入电场，其运动轨迹分别是图中的ABC、CDA。已知q1带正电，不计粒子重力和阻力。下列说法中正确的是(　　) A．q2也带正电 B．A点的电势低于C点的电势 C．静电力对q1做正功，对q2做负功 D．q1、q2的电势能均减小 答案：D 解析：由做曲线运动的条件可知q1所受静电力水平向右，q1带正电，故电场方向向右，同理可知q2所受静电力水平向左，则q2带负电，故A错误；电场线水平向右，沿电场线的方向电势降低，则A点的电势高于C点的电势，故B错误；由题图可知，静电力与运动方向成锐角，静电力对q1、q2都做正功，q1、q2的电势能都减小，故C错误，D正确。 4．(多选)某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，C点与B点关于放电极对称，下列说法正确的是(　　) A．A点电势低于B点电势 B．A点电场强度小于C点电场强度 C．烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能 D．烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能 答案：AC 解析：根据沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，A正确；由题图可知，A点处电场线比C点处密集，因此A点电场强度大于C点电场强度，B错误；由烟尘颗粒的运动轨迹可知烟尘颗粒带负电，若从运动A到B，电场力做正功，动能增加，烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能，电势能减小，烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能，C正确，D错误。故选AC。 5．关于电势和电势能，下列说法正确的是(　　 ) A．在电场中电势高的地方，电荷在该点具有的电势能大 B．在电场中电势高的地方，放在该点的电荷所带电荷量越大，它所具有的电势能也越大 C．在电场中的任意一点上，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．在负点电荷所产生的电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能(以无穷远处为零电势点) 答案：D 解析：由Ep＝qφ可知，正电荷在电势高的地方具有的电势能大，负电荷则相反，选项A、B错误；q和φ取同号时的乘积大于取异号时的乘积，选项C错误，D正确。 6．(多选)如图为点电荷q1、q2所形成的电场线的分布示意图。以下说法正确的是(　　 ) A．q1、q2为异种电荷 B．q1、q2为同种电荷 C．A点场强大于B点场强 D．A点电势高于B点电势 答案：AD 解析：电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，所以q1应为正电荷，q2应为负电荷，故A正确，B错误；电场线越密集，场强越大，故C错误；沿电场线方向电势逐渐降低，故D正确。 7．将一带电荷量为－q的试探电荷从无穷远处移到电场中的A点，该过程中静电力做功为W，若规定无穷远处的电势为零，则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(　　) A．－W， B．W，－ C．W， D．－W，－ 答案：A 解析：由题可知静电力做的功为W，则试探电荷的电势能减少W，无穷远处该试探电荷的电势能为零，则该试探电荷在A点的电势能Ep＝－W，A点的电势φA＝＝＝，故选项A正确。 8．(多选)(2023·重庆市育才中学期中)如图所示，Q1、Q2是两个带电的点电荷，O点为它们连线的中点，M、N为连线中垂线上的两点。下列说法正确的是(　　) A．若Q1、Q2带等量同种电荷，则O点的电场强度为零 B．若Q1、Q2带等量同种电荷，则M点的电场强度一定大于N点的电场强度 C．若Q1、Q2带等量异种电荷，则M点的电势一定和N点的电势相等 D．若Q1、Q2带等量异种电荷，则在它们的连线上，O点的电场强度最大 答案：AC 解析：若Q1、Q2带等量同种电荷，则两个电荷在O点产生的电场强度大小相等、方向相反，则O点的电场强度为零，故A正确；若Q1、Q2带等量同种电荷，O点的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，则从O到无穷远处电场强度先增大后减小，由于无法确定中垂线上电场强度最大处的位置，所以无法确定M、N两点电场强度的大小关系，故B错误；若Q1、Q2带等量异种电荷，M、N为连线中垂线上的两点，根据电场的叠加原理可知中垂线上的点的场强方向均与中垂线垂直，即在中垂线上移动试探电荷，电场力不做功，则M点的电势一定和N点的电势相等，故C正确；若Q1、Q2带等量异种电荷，在它们的连线上，电荷附近电场线最密集，电场强度从左到右先减小再增大，则O点的电场强度最小，故D错误。 9．(多选)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．试探电荷－q在a点的电势能比在b点的大 D．将试探电荷－q从a点移到b点的过程中，静电力做负功 答案：ABD 解析：电场线密的地方电场强度大，故选项A正确；沿着电场线的方向电势逐渐降低，故选项B正确；由Ep＝qφ可知，负电荷在高电势处电势能小，故选项C错误；负电荷从a到b电势能增加，则这个过程中静电力做负功，故选项D正确。 10．(多选)如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，从A点运动到B点，其速度随时间变化的规律如图乙所示。则(　　 ) A．A、B两点的电势φA＜φB B．A、B两点的电场强度EA＝EB C．电子在A、B两点的电势能EpA＜EpB D．电子在A、B两点受到的静电力FA＜FB 答案：AD 解析：由题图乙可知，电子做初速度为零、加速度增大的加速直线运动，说明电子所受静电力增大，电子在A点受到的静电力小于在B点受到的静电力，即FA＜FB，由F＝qE可知，A点的电场强度小于B点的电场强度，即EA＜EB，故D正确，B错误；电子由静止开始沿电场线从A运动到B，静电力的方向从A指向B，而电子带负电，则电场强度方向从B指向A，根据沿着电场线电势降低可知，A点的电势低于B点电势，即φA＜φB，故A正确；由题图乙可知，电子的速度增大，动能增大，根据能量守恒定律可知，电子的电势能减小，则电子在A点的电势能大于在B点的电势能，即EpA＞EpB，故C错误。 11．(10分)在真空中的O点放一正点电荷Q＝1.0×10-7 C，直线MN过点O，OM＝0.30 m，如图所示，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求： (1)M点的电场强度大小； (2)若M点的电势比N点的电势高15 V，则将q＝－2×10-10 C的试探电荷从M点移动到N点，静电力做的功是多少？电势能变化了多少？ 答案：(1)1×104 N/C　(2)－3×10-9 J　增加了3×10-9 J 解析：(1)由E＝可得 EM＝ N/C＝1×104 N/C。 (2)若取φN＝0，则φM＝15 V，则EpN＝0，EpM＝qφM＝－2×10-10×15 J＝－3×10-9 J WMN＝EpM－EpN＝－3×10-9 J 电势能变化量ΔEp＝EpN－EpM＝3×10-9 J，即电势能增加了3×10-9 J。 12．(10分)在如图所示的匀强电场中，有A、B、C三个点，AB＝5 cm，BC＝12 cm，其中AB沿电场线方向，BC和电场线方向成60°角。一个电荷量为q＝4×10-8 C的正电荷从A移到B，静电力做功为W1＝1.2×10-7 J。求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； (2)该电荷从B到C，电荷的电势能改变了多少？ 答案：(1)60 N/C　(2)减少了1.44×10-7 J 解析：(1)由W1＝qE·AB可得，该电场的电场强度大小为 E＝＝ N/C＝60 N/C。 (2)该电荷从B到C，静电力做功为W2＝qE·BC·cos 60°＝4×10-8×60×12×10-2×0.5 J＝1.44×10-7 J 所以，该过程电荷的电势能减少了1.44×10-7 J。 学生用书第35页 学科网（北京）股份有限公司 $$