练案5 10.1 电势能和电势-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

B点的场强E,=k号 5.C根据电势的物理意义：电势是反映电场本身性质的物理 量，仅由电场本身决定，与试探电荷无关可知，将该点的电荷 (2)①设距离一个质量为m的质点，处，放一个质量为m,另 换为电荷量为2g的负电荷，A点的电势不变，故C正确，A,B、 cm·m D错误。故选C。 F 2 外一质点，在与之相更r处的引力场强度E。= 6.A顺着电场线方向电势降低，则有中。>中>，故A正确， B、C,D错误。故选A。 =69 7.D小球克服币力做功为20J,则小球的承力势能增大了 ②假设地球平均墙度为P,隧道中距离地心为x处地珠引力 20」.放A错误：根据动能定理总功等于动能的变化量，总功 等于物体受所有力做功的代数和.放△E=-20J+30」+ 场强度大小E。=一 (-5J)+15J=20J,故B错误：根据机被能守恒定律，除重 力、弹力之外的力做功等于机械能的变化量，△E=(30-5+ 又因为在隧道中，在原点以北莱物体受地球引力向南，在原 15)小=40J,放C错误：根据电场力做多少正功，电势能就减少 点以南某物体受地球引力向北，故隧道中地球引力场强度随 多少，故D正确。故选D。 x变化的规律定性变化图像（如图）： 8.B由运动轨迹看，垂直电场方向射人的带电粒子向电场的方 Ea↑ 向偏转，说明带电粒子受到的电场力与电场方向相同，所以猫 电粒子应带正电，故A错误；从A到B的过程中，克服重力做功 20J,电场力做功1.5J,由动能定理可知，粒子在A点的动能 比在B点多0.5J,故B正确：从A到B的过程中，电场力做正 功，电势能在减少，所以在A点的电势能要大于在B点时的电 势能，故C错误：从A到B的过程中，除了重力做功以外，还有 电场力做功，电场力做正功，电势能转化为机械能，带电粒子的 机械能增加，由能的转化与守恒可知，机械能的增加量等于电 练案[5] 场力做功的多少，所以机域能增加了1,5J.故D错误。故选B 1.B电场力做功为W=gU,U为初术位置之间的电势差，B :9.A由A到B的过程中，根据动能定理W-mgs=0-0,所 方向垂直于电场线，所以BM是匀强电场的一条等势线，B、M 以电场力做功W电=m琴，从B到A,根据动能定理W一W电 两点电势相等，所以电荷沿直线AB运动时，静电力做功为W mgs=0,所以水平拉力做功W=W电+m=2m紧，故A正 =gU=gUw=gEd,故A错误，B正确：电荷沿折线AMB运 确、B错误：根据电场力做功与电势能变化的关系：电场力做 动时，因为静电力做功与路径无关，只与初未位置有关，所以 的功等于电势能的减少量，因为从A到B,W电=umgs,所以电 静电力做功仍然为gEd,故C,D错误。枚选B。 势能减少m,由题可知带电体P从A点运动到B点，动能 2.C正电荷在电场中的受力方向沿电场线的方向，故把正点电 先增大后减小，故CD错误。故选A。 荷由点▣沿电场线移到点6的过程中，电场力做负功，电势能10.B由图可知，电荷运动的加速度不变a,=a,且由于电荷仅 增加，选项C正确，A、B,D错误。故选C。 受电场力，故其所受电场力不变，电场不变，故AB两点的场 强大小相比一定是E,=E,该电场是匀强电场，故A、C错误： 3.C正点电荷Q产生的电场方向由正点电荷出发指向无穷 远，则x。与-。处的电场强度大小相等，方向相反，则电场强 由于电荷从A向B移动过程中，动能减小，故电场力做负功， 度不相同，故A错误：由于点电荷带正电，可知离点电荷越近， 其电势能增加，即该电荷在两点的电势能大小相比一定是E 电势越高，则-。处的电势大于2x。处的电势，故B错误：根 <E。:由E,=p可知，正电荷在高电势处的电势能较大，放 A,B两点的电势相比一定是9，<P。,放D错误，B正确。 据点电荷场强公式E=望可知离点电荷越近，场强越大，则61山，静电力做负功，5×10 处的电场强度大于2。处的电场强度，故C正确：由于点电荷 解析：，-。二4×10 带正电，可知离点电荷越近，电势越高，则。处的电势大于 02×10V=-20V, -2x处的电势，根据￡。=，由于q带正电，则正点电荷9在 E4=9x10‘ P容 92 -3x10V=-30v。 x。处的电势能大于在-2x处的电势能，故D错误。故选C。 4.A依题意，-？的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中 将分别放在AB两底，它具有的电势能分别为 的A点时，电场力做的功为W,则电荷的电势能威小W,无限 E=9e4=-5×109×(-20)月=1.0×107J. 远处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为：E,= Ea=99w=-5×10-9×(-30)月=1.5×107J。 把3由A点移到B点，静电力数的功为 -W,A点的电势4=E=严.放A正确，B,C,D借误。放 -99 Wh=E-Ee=-5×10*」 选A。 12.(1)增加，1×10-6J(2)100V -261 (3)-2×10-J :8.D如图为等差等势面.其疏密反应电场强度的大小，故A点 解析：(1)电荷从无展远处移到电场中的A点，要克服静电力 电场强度大于C点电场强度，根据F=E知，负点电荷在A点 做功1×10“」，电荷的电势能增加，无展远处电势能为零， 受到的电场力大于在C时的电场力，放A错误：将正点电荷从 则电荷在A点具有1×10·」的电势能： A点移到C点，电势降低，正电荷电势能减小，电场力做正功， (2)A点的电势为：P:= E4-1×10 91×10V=100V: 故B错误：4，B在同一等势面上，电势能相等，故C错误：B点 电势大于C点电势，正点电荷在B点的电势能大于在C点的 (3)由电势能的公式得：E。=gp4=-2×10×100J=-2 电势能，故D正确。放选D ×106J, 9.AB电场线的硫密表示电场强度的大小，b点疏密程度小于c 即该电荷具有的电势能是-2×10J。 点疏密程度，所以b点的场强小于c点的电场强度，故A正 确：根据E,=g心，可知将一电子放在c点，电子的电势能为E 练案[6] =-e×30V=-30cV,故B正确；由图可知U.<0,U.>0, 1.C电势，电势差、电场强度都是表述电场本身性质的物理，与 可知将一质子由a点经b点移至c点，电场力先做负功后做 试探电荷无关。 正功，故C错误：由于b点电场线不是直线，所以在b点由静 2A根据电场力做功的公式：W=g山a,所以U=”,故A 止释放一带正电的粒子，粒子并不会沿电场线运动，故D错 误。故选AB 正确。 10.AC带电粒子在静电场中做曲线运动，合力指向轨迹内侧， 3.B电场力做功W=gU.=g(p-)=-4×10”×(-2000)J 粒子仅受电场力作用，可知带电粒子在b点所受电场力方向 =8×10J,电场力做正功，故B正确，A,C,D错误。故选B。 水平向右，与电场强度方向相同，可知该带电粒子带正电，故 4B由题意，Ua=9,-9g=75V,则得：e1>P#:Uc=9g一PC A正确：电场线分布的疏密程度反映了电场的强弱，d点附近 =-100V,则得P后<ee;又Uc=U+Uac=(75-100)V= 电场线分布比“点的更密集，d点的场强大于点的场强，因 -25V,则得：P4<Pe:放有：9e>p,>Pra故AC,D错误，B 此粒子在d点所受到的电场力大于在e点所受到的电场力， 正确。放选B。 根据F=Eg=ma,可知粒子在d点的加速度大于它在e点的 5.B由图示可知，a处的电场线密，b处的电场线稀疏.因此a 加速度，故B错误；电场线分布的疏密程度反映了电场的强 点的电场强度大，b点的场强小，即E>E:沿着电场线的方 弱，c点附近电场线分布比a点的更密集，则c点的场强大于 向，电势逐渐降低，则a点的电势高于c点的电势，即4。>： a点的场强，那么a山之间的平均电场强度小于bc之间的平 be两点在同一等势面上，电势相等，pa=g.,则中.>96。故B 均电场强度，根据0=E,可知，b两点之间的电势差U小 正确，A、C,D错误。故选B 于bc两点之间的电势差U,敌C正确；根据上述可知，带电 6.D根据电场等势面的图像可以道.该电场是等量异种电荷 粒子从d点运动到：点的过程中，电场力对带电粒子做负 功，则其电势能一直在增大，故D错误。故选AC 的电场，选无穷远处电势为0，则中垂面是等势面，电势为0， 11.(1)200V(2)250V 故A错误：等量异种电荷的电场，它具有对称性，《点和b点 (3)减少了6×10+」 的电场强度大小相等，而方向不同故B错误：沿着电场线的 (4)增加了6×10-+J 方向电势降低，b点离正电荷的距离更近，所以b点的电势较 高，高于d点的电势，故C错误；a点离正电荷近，a点电势高 解析：(1)根据电扬力做功与电势差的关系W螺=q心w 可得A,B两点间的电势差 于c点，根据负电荷在电势高处电势能小，知负电荷从a点移 到c点，电势能增加.故D正确。故选D 93x10V=200V. W遇-6×10兰 Uxn = 7C由题可知，可视为点电荷形成电场，由牛顿第二定律k9 (2)已知B点电势为50V,且有 =ma,在a粒子从a运动到b、再运动到e的过程中，距离先减 Un=9a-9a=200V。 可得A点的电势为P,=250V 小后增大，所以加速度先变大后变小，A错误：点电荷形成的 电场中，越靠近场源电荷，电场强度越大，则由公式U=Ed,图 (3)根据△E。=-W=-6×104J 可得电势能减少了6×10」。 中两等势面间的距离相等，但是电场强度不恒定，所以不满足 两倍关系，B错误：电场是由原子核形成的，即场源电荷带正 (4)根据动能定理可得 电，运动电荷α粒子也带正电，所以电场力是排斥力，所以靠 △E=Ww=6×10J 可知动能增加了6×10」。 近过程电场力做负功，远离过程电场力做正功，因此电势能先 增大后减小，C正确；越靠近正场源电荷，电势越高，则甲。> 12.(1)6 (2)mL 2g g.,据W=gU,又a粒子的g为正，U为正，所以电场力做 正功，动能增加，因此a点动能小于e点动能，D错误。故 解析：(1)小球在A点受到的库仑力为F,=k织 (2L) 选C。 很据牛领第二定律可得 -262练案[5] 第十章 第1节 电势能和电势 基础巩固练 C.E=W.= 1.如图所示，正电荷g在匀强 B 电场E中分别沿直线AB、折 D.E=-W94=-W 线AMB运动。已知AB间的 5.一电荷量为g的正点电荷位于电场中的A点， 距离为l,AM间的距离为d 具有的电势能为E。,则A点的电势为p= AM方向平行于电场线，BM方向垂直于电场 E,/q,若把该点电荷换为电荷量为2g的负点 线。关于静电力做功的值，下列说法正确的是 电荷，则A点的电势为 ( A.4o B.2o C. D.0.5p A.电荷沿直线AB运动时，静电力做功为gE 6.右图为描述某静电场的 B.电荷沿直线AB运动时，静电力做功为gEd 电场线，a、b、c是同一条 C.电荷沿折线AMB运动时，静电力做功为0 n 电场线上的三个点，其 E D.电荷沿折线AMB运动时，静电力做功为gE 2.如图为描述某静电场的电 电场强度大小分别为 场线，a、b是同一条电场线 E。、E。、E。,电势分别为 上的两个点，把正点电荷由 p。、p9.。关于p。、p,p.的比较，下列说法 a点沿电场线移到b点的过 正确的是 () 程中，关于电场力对电荷所 A.p。>p6>9。 B.o.<o<. 做的功及电荷电势能的变 C.==P D.=i,P>P 化，下列说法中正确的是 A.电场力做正功，电势能增加 能力提升练 B.电场力做正功，电势能减少 7.一带电小球在四个力作用下运动，在运动的整 C.电场力做负功，电势能增加 个过程中，小球克服重力做功为20J,拉力做 D.电场力做负功，电势能减少 功30J,空气阻力做功为-5J,电场力做功 3.如图所示，正点电荷Q位于x轴坐标原点0 15J。则在带电小球运动的全过程中() 处，下列说法正确的是 A.小球的重力势能减小了20J -26-062五 B.小球的动能增加了25J A.x。与-x。处的电场强度相同 C.小球的机械能增加了20J B.-x。处的电势小于2xo处的电势 D.小球的电势能减少了15J C.x。处的电场强度大于2x。处的电场强度 8.如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运 D.正点电荷q在x。处的电势能小于其在 动到B点的过程中克服重力做的功为2.0J, -2x处的电势能 静电力做功为1.5J,则粒子 () 4.在点电荷Q形成的电场中有一点A,当一个 一g的检验电荷从电场的无限远处被移到电场 中的A点时，电场力做的功为W,则检验电荷 E 在A点的电势能及电场中A点的电势分别为 (规定无限远处电势能为0) A.一定带负电 W A.E4=-W,p4= B.在A点的动能比在B点多0.5J 9 B.E,=,9,=-W C.在A点的电势能比在B点少1.5J D.在A点的机械能比在B点多1.5J -174 9.如图所示，带电体Q固定，99*7 12.将带电荷量为1×108C的正电荷，从无限 带电体P的带电荷量为q, 远处移到电场中的A点，要克服电场力做功 质量为m,与绝缘的水平桌面间的动摩擦因数 1×106J,(以无限远处电势为零)求： 为4，将P在A点由静止放开，则在Q的排斥 (1)电荷的电势能是增加还是减少？求出电 下运动到B点停下，A、B相距为s,下列说法正 荷在A点的电势能？ 确的是 (2)A点的电势是多少？ A.将P从B点由静止拉到A点，水平拉力最 (3)在A点放上一个带电荷量为2×10-C 小做功2μmgs 的负电荷，该电荷具有的电势能是多少？ B.将P从B点由静止拉到A点，水平拉力做 功mgs C.P从A点运动到B点，电势能增加mgs D.P从A点运动到B点，动能不断增大 10.如图甲所示直线是一条电场线，A,B是该线 上的两点。一正电荷由A点以一定初速度沿 电场线从A运动到B,运动过程中的”-1图 线如图乙所示，则下列说法中正确的是 甲 A.A、B两点的加速度相比一定是a4>a B.A、B两点的电势相比一定是P,<Pg C.A、B两点的场强大小相比一定是E,<E D.该电荷在两点的电势能大小相比一定是 EM >E 11.一个电场中有A、B两点，电荷量9，为2× 10-9C的试探电荷放在电场中的A点，具有 -4×108J的电势能；2为-3×109C的 试探电荷放在电场中的B点，具有9×108J 的电势能。现把4为-5×109C的试探电 荷由A点移到B点，静电力做正功还是负功？ 数值是多少？ —175-