课时作业(4) 电势能与电势（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

课时作业(4)　电势能与电势 [对应学生用书P144] 1．下列关于电荷的电势能，说法正确的是(　　) A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大 B．电荷在电场强度为0的地方，电势能一定为0 C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少 D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少 D　[电场强度与电势能无关，电势能有相对性，可以人为规定零势能面，故A、B错误；只在静电力作用下，若电荷从静止开始运动，静电力做正功，电势能减少，若电荷在静电力作用下在电场中做减速运动，则静电力做负功，电势能增大，故C错误，D正确．] 2．一负电荷仅受静电力作用，从电场中的A点运动到B点．在此过程中该电荷做初速度为0的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能EpA、EpB之间的关系为(　　) A．EA＞EB　　　　　　　 B．EA＜EB C．EpA＞EpB D．EpA＜EpB C　[电荷做匀加速直线运动，故电场强度E大小不变，A、B错误；由静止释放，静电力做正功，电势能减小，C正确，D错误．] 3．下列关于等势面的说法中，正确的是(　　) A．电荷在等势面上移动时，由于不受静电力作用，所以静电力不做功 B．同一个等势面上各点的电场强度大小相等 C．两个电势不相等的等势面可能相交 D．若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映电场强度的大小 D　[电荷在等势面上移动时，静电力和位移方向垂直，所以静电力不做功，不是不受静电力作用，故A错误；等量异种电荷连线的中垂线是等势面，但等势面上各点的场强大小不相等，故B错误；两个不等电势的等势面若相交，根据电场线与等势面垂直，则交点处的场强有两个方向，不符合实际，故假设不成立，即两个不等电势的等势面不可能相交，故C错误；若相邻两等势面的电势差相等，根据电势差与场强和沿场强方向的距离的关系，即U＝Ed可知，等势面越密，则两等势面沿场强方向距离越小，则场强越大，故D正确．] 4．(多选)下列关于电势高低的判断，正确的是(　　) A．负电荷从A移到B时，静电力做正功，A点的电势一定较高 B．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低 C．正电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低 D．正电荷只在静电力作用下由静止开始从A移到B，A点的电势一定较高 CD　[根据静电力做功和电势能变化的关系，不管是正电荷还是负电荷，只要静电力做正功，电势能就减少，只要静电力做负功，电势能就增加；正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同，正电荷在电势高处具有的电势能大，负电荷在电势低处具有的电势能大，故C、D正确．] 5.如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面．在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点．不计液滴重力．下列说法正确的是(　　) A．a点的电势比b点的低 B．a点的电场强度比b点的小 C．液滴在a点的加速度比在b点的小 D．液滴在a点的电势能比在b点的大 D　[由图可知发射极电势高于吸极电势，故a点的电势比b点的高，A错误；由a点处的等势面比b点处的密集可知，a点的电场强度比b点的大，液滴在a点受到的电场力比在b点时的大，即液滴在a点的加速度比在b点的大，B、C错误；由带电液滴从发射极加速飞向吸极可知，电场力做正功，故液滴在a点的电势能比在b点的大，D正确．] 6．(2022·湖南卷)如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上．移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变．关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是(　　) A．电场强度方向垂直指向a，电势减小 B．电场强度方向垂直指向c，电势减小 C．电场强度方向垂直指向a，电势增大 D．电场强度方向垂直指向c，电势增大 A　[由对称性与电场叠加原理可知，a、b、c、d处四根完全相同、均匀带正电绝缘长棒在O点的合场强为零，类比正点电荷电场可知，一根带正电绝缘长棒在空间某点的场强方向沿该棒所在直线的垂线指向该点，故撤去a处的绝缘棒后，O点的电场强度方向由O点垂直指向a，B、D项错误；设每根带正电绝缘长棒在O点产生的电势为φ0，且大于零，则根据电势的叠加原理知，四根完全相同、均匀带正电绝缘长棒在O点产生的电场的电势为4φ0，若撤去a处的绝缘棒，其他三棒在O点产生的电场的电势为3φ0，故撤去a处的绝缘棒后，O点的电势减小，A项正确、C项错误．] 7．如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，只受静电力和重力作用，沿图中虚线由A运动至B，其能量变化情况是(　　) A．动能减少，重力势能增加，电势能减少 B．动能减少，重力势能增加，电势能增加 C．动能不变，重力势能增加，电势能减少 D．动能增加，重力势能增加，电势能减少 B　[由题意可知，带电微粒做直线运动，所受的合力必须与AB在同一直线上，因此带电微粒所受电场力方向水平向左，所以合力方向与速度方向相反，合力做负功，由动能定理可知，动能减小；重力做负功，则重力势能增加；电场力做负功，则电势能增加．] 8．将带电荷量q1＝＋1.0×10－8 C的点电荷，从无限远处移到匀强电场中的P点，需克服静电力做功2.0×10－6 J，q1在P点受到的静电力是2.0×10－5 N，方向向右．试求： (1)P点电场强度的大小和方向； (2)电荷的电势能在移动过程中如何变化？电荷在P点的电势能是多少？ 解析　(1)E＝＝ N/C＝2 000 N/C，方向向右． (2)无穷远处电势能为0，电荷在由无穷远处移到该点过程中静电力做负功，电势能增加，在P点的电势能等于该过程中克服静电力做的功Ep＝WP∞＝2.0×10－6 J. 答案　(1)2 000 N/C　向右　(2)增加　2.0×10－6 J 9．(多选)如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子以某一初速度从A点出发，仅在静电力作用下沿AB运动到B点，其v­t图像如图乙所示．关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB的关系，下列判断正确的是(　　) A．EA>EB B．EA<EB C．φA>φB D．φA<φB AC　[由v­t图像可知，电子做的是加速度越来越小的变减速运动，电子受到的静电力就是其所受的合外力，即静电力越来越小，由F＝Eq可知，电场强度越来越小，即EA>EB，A正确；由于电子带负电，其所受的静电力的方向与电场强度的方向相反，则电场强度的方向应为由A指向B，由沿电场线方向电势越来越低，可得φA>φB，C正确．] 10.在图示的非匀强电场中，实线表示电场线．在只受静电力的作用下，电子从A点运动到B点；电子在A点的速度方向如图所示．关于电子在A、B两点的速度、加速度、电势能，下列判断正确的是(　　) A．vA＞vB、aA＜aB、EpA＞EpB B．vA＞vB、aA＞aB、EpA＜EpB C．vA＜vB、aA＜aB、EpA＜EpB D．vA＜vB、aA＞aB、EpA＞EpB D　[电子的轨迹向右弯曲，所受的静电力大致向右，则静电力对电子做正功，动能增大，电势能减少，故vA＜vB、EpA＞EpB.A处的电场线比B处的电场线密，则A处的电场强度大，电子受到的静电力大，电子的加速度大，即有aA＞aB，故D正确．] 11．如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是(　　) A．D点电场强度为0 B．O点电场强度为0 C．若将点电荷＋q从O点移向C点，电势能增大 D．若将点电荷－q从O点移向C点，电势能减小 A　[由场强叠加原理可知，D点的电场强度为0，O点的电场强度不为0，A正确，B错误；正电荷由O点移向C点，静电力做正功，电势能减小，C错误；把负电荷由O点移到C点，静电力做负功，电势能增大，D错误．] 12．将带电荷量为1×10－8 C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1×10－6 J，求： (1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？ (2)A点的电势； (3)若静电力可以把带电荷量为2×10－8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？静电力做了多少功？(取无限远处为零电势点) 解析　(1)静电力做负功，电荷的电势能增加，因无限远处电势能为0，电荷在A点具有的电势能为1×10－6 J. (2)A点的电势为φA＝＝ V＝100 V. (3)因静电力做正功，说明电荷受力方向与运动方向相同，说明电荷带负电，静电力做功为W2＝2W1＝2×10－6 J. 答案　(1)增加　1×10－6 J　(2)100 V　(3)带负电 2×10－6 J 学科网（北京）股份有限公司 $$