第10章 课时练5 电势能和电势-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

第十章 静电场中的能量 课时练5电势能和电势 时间：40分钟满分：50分 基础达标 C.>E<E 1一7题，每题3分，共21分 D.p。>gbEm>E 1.两带电小球，电荷量分别为+g和一q,固定在一长度 5.(2024·广东广州仲元中学期中， 为（的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电 改编)为避免闪电造成损害，高大 场中，杆与场强方向平行，O点是杆的中点，其位置如 的建筑物会装有避雷针，已知产 图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴转过180°， 生闪电的积雨云底层带负电，由 则在此转动过程中电场力做的功为 ( 于静电感应使得避雷针的尖端带 上了电。图中虚线为避雷针周围 +q 的等势线，a、b两点的电势分别为 9.9。·一带负电的雨滴从a下落至b,则 A.0 B.qEl C.2gEl D.xqEl A.避雷针的尖端带负电 2.(2024·南京市高二期末)如图所 B. 示，直角△ABC的边AC与匀强电 C.雨滴从4下落至b的过程中，电场力做负功 A2---------40 场的电场方向平行。将电荷q从 D.雨滴从4下落至b的过程中，电势能减少 A点移到B点，静电力做功为W,从A点移到C 6.(多选)(2024·广州市高二期中)如图是某种静电矿 点、从C点移到B点，静电力做功分别为W,、W,则 料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落人水平匀 强电场后，分落在收集板中央的两 漏斗 A.W<W. B.W>W. 侧，对矿粉分离的过程，下列表述 C.W,=W2十W,D.W,<W2+W 正确的有 3.(多选)如图所示，一带正电的粒子q沿某椭圆轨道运 A.带正电的矿粉落在右侧 动，该椭圆轨道的焦点处有一负电荷，在带电粒子由 收集板 B.静电力对矿粉做正功 a点运动到b点的过程中 C.带负电的刊粉电势能增加 D.带正电的矿粉电势能减少 7.(多选)(2024·北京第四中学顺义 分校期中)图为描述某静电场的三 A.电场力做负功，q的速度减小 B.电场力做负功，g的电势能增大 条电场线，a,b、c是同一条电场线 C,电场力做正功，9的速度增大 上的三个点，关于静电力对电荷所 D.电场力做正功，9的电势能减小 做的功和电荷电势能的变化，下列 4.(2024·北京昌平市高二期末)如图 说法正确的是 所示，在正点电荷Q产生的电场中 A.把正点电荷由a移至c,静电力做正功，电势能 有a,b两点，用E。、E。分别表示a 增加 点和b点的电场强度大小，用P。、 B.把正点电荷由a移至c,静电力做正功，电势能 9。分别表示a点和b点的电势，用 减小 EE分别表示同一负试探电荷在a点和b点的 C.把负点电荷由a移至c,静电力做负功，电势能 电势能。下列关系式正确的是 ( 增加 A.E.>E69。<9o D.把负点电荷由a移至c,静电力做负功，电势能 B.E.<E69>g 减小 9 拓展提升 12.(2024·河北保定唐县一中月考)已知A、B、C三点 8~11题每题4分，12题13分，共29分。 为正三角形的三个顶点，A点固定一点电荷（电荷量 8.(教材习题变式)如图所示，A、 C 为十q),将一电荷量也为+g的点电荷从无穷远处 B为一对等量同种电荷连线上 移动到C点，电场力做功为W,再从C点移动到B 的两点（其中B为中点），C为 B 点后把点电荷固定在B点，将另外一个电荷量为 连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的正点 一2g的点电荷从无穷远处移动到C点，规定无穷远 电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C,则该点电 处的电势为零，求： 荷的电势能的变化情况是 () A.先增加后减少 B.一直增加 C.先减少后增加 D.一直减少 B---0 9.静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为9。的 (1)B点设有电荷时C点的电势9c: a点运动至电势为9的b点。若带电粒子在a、b两 (2)电荷量为一2g的这个点电荷在C点时具有的电 点的速率分别为U、。,不计重力，则带电粒子的比 势能E。e 荷9为 ( v。-v A. B0,一 P6一9。 p。一9. c 10.(情景创新)(2024·四川内江高二上月考)如图所示 为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在 这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,电场力做 的功为1.5J,则下列说法正确的是 *B A.粒子带负电 B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5J C.粒子在A点的动能比在B点少0.5J D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5J 11.(2024·福建三明二中月考)某电场的电场线如图所 示，一带电粒子只在电场力作用下从A点沿虚线运 动至B点，下列说法正确的是 () B-- A.带电粒子带负电 B.带电粒子在A点的加速度比在B点的大 C.带电粒子在B点的电势能小于在A点的 D,带电粒子在B点的动能大于在A点的 10表面上，故验电器会带上正电荷，因此验电器金属结片会张：9.C解析带电粒子在a、b两点的速率分别为巴。6，带电粒 开，B正确：使验电器A靠近B,再用金属网罩罩住B,在金属 网内表面感应出负电荷，外表面感应出正电荷，在金属网外仍 子由a点运动到b点动能的变化量△E,-子m,2-名m, 有电场，由于静电感应现象，会使金属箔片带正电荷，金属箱 电势能的变化量为△E,=q9。一qP。,根据能量守恒定律得 片会张开，如果用金属网罩罩住A,由于静电屏敲，A不会有 感应电荷，金属箔片不会张开，C正确，D错误。 △E=-AE,解得9=”- m2(9,-.)C正确， 10.AD解析金属板在正点电荷Q的电场中达到静电平衡 10.D解析粒子在电场力的作用下向右偏转，电场力方向向 时，上表面的电场线与上表面垂直，小球所受的电场力与金 右，与电场方向相同，可知粒子带正电，故A错误：粒子从A 属板表面垂直，在金属板上向右运动到右端的过程中，电场 点运动到B点电场力做正功，电势能减少，则粒子在A点的 力与小球的运动方向垂直，电场力对小球不做功，根据动能 电势能比在B点多1.5J,故B错误：从A点运动到B点 定理可知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线 过程中，克服重力做的功为2.0J,电场力做的功为1.5J, 运动，故A、D正确，B、C错误。 故粒子所受合力做负功，在A点的动能比在B点多0.5J,故 11.B解析由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负 C错误：从A点运动到B点，机械能的增加量等于电场力做 电，故A错误：感应电荷的电场正好与点电荷的电场叠加，叠 功的多少，所以机械能增加了1.5J,D正确。 加后合电场强度为零，即感应电荷在金属球球心处藏发的电 【方法总结】求电场力做功的几种方法 场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，即E一 (1)由公式W=Flcos a计算，此公式只适用于匀强电场，可 品-吕成B正确C维误：空心金得球是一个等势体 变形为W=Eglcos a。 (2)由电势能的变化计算：WAB=EA一E。 如果用导线的一墙接触金属球的左侧，另一端接触金属球的 (3)由动能定理计算：W电装十W其他力一△Ek。 右侧，金属球两侧仍然有感应电荷，不会被中和，故D错误。 11.B解析根据粒子受力指向运动轨凌的凹侧，由于只受电 12.A解析导体处于静电平衡状态时，导体内部电场强度处 场力，则粒子所受电场力的方向与场强方向相同，粒子带正 处为零，感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q 电，A错误；根据电场线越密集处电场强度越大，可知A点的 在此处产生的电场的电场强度大小相等，方向相反，故A正 电场强度大于B点的电场强度，带电粒子在A点的加速度 确，B、C、D错误 比在B点的大，B正确：粒子从A点沿虚线运动至B点的过 第十章静电场中的能量 程中，电场力做负功，则电势能增加，动能减小，即带电粒子 在B点的电势能大于在A点的电势能，在B点的动能小于 课时练5电势能和电势 在A点的动能，C、D错误。 1.C解析电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每 12.答案(1)-W (2)4W 个小球做的功均为W=FL=gEL,共为2gEL,故C正确。 解析(1)将一电荷量为十q的点电荷从无穷远处移动到C 2.C解析设匀强电场的电场强度为E,∠BAC=0,则将电荷 点，电场力做功为W,则有 q从A点移到B点，静电力做功为W,=gE·ABcos0=gE· W=Ee-Ee=q(0-Pc） AC,将电荷q从A点移到C点，静电力做功为W,=qE· W AC,将电荷g从C点移到B点，静电力做功为W,=0,则有 解得Pc=一 W=Wg,则W1=W2十W3。 (2)将电荷量为一2：的点电荷从无穷远处移动到C点，设电 3.CD解析在带电粒子由a点运动到b点的过程中，电场力 扬力做功为W',此时C点的电势变为P'=2p,根据电场 方向与速度方向夹角小于90°，可知电场力做正功，9的电势 力做功与电势能的关系可得W'=一2g(0一9c'),即 能减小，动能增大，速度增大，C、D正确。 E。=-W',解得E。=4W。 4.C解析电场线的疏密程度表示电扬强度的大小，故E。> E。,沿着电场线方向电势逐渐降低，故P。>中6，负电荷在电势 课时练6电势差 高的地方电势能小，故E<E。C正确。 1,B解析电场中某两点间的电势差是由电场及两点的位置 5.D解析根据题意，产生闪电的积雨云底层带负电，根据静 决定的，与移动电荷的电荷量、零电势面的选取以及电场力做 电感应原理可知，避雷针的尖端带正电，电场线由避雷针的尖 功均无关，A、B两点网的电势差是恒定的，但有正负之分， 端指向云层，顺着电场线方向电势降低，所以有P>9。,故A、 UAB=一U,A错误，B正确：把负电荷从A点移动到B点电 B错误：雨滴带负电，从a下落至b的过程中，电势增大，所以 场力做正功，则A点电势较低，有UAB<0,C错误；电场中A、 电势能减小，电场力做正功，C错误，D正确。 B两点间的电势差UAB等于把单位正电荷g从A点移动到B 6.BD解析由题图可知，矿料分选器内的电场方向水平向左， 点时静电力所做的功，D错误。 带正电的矿粉受到水平向左的静电力，所以会落到左侧，选项 2.D解析根据电场线与等势线垂直的特点，知b处电场线的 A错误：无论可矿粉带什么电，在水平方向上都会在静电力的作 切线方向斜向左上方，￠处电扬线的切线方向斜向左下方，所 用下沿静电力的方向偏移，故静电力做正功，矿粉的电势能减 以b、C点的电场强度不相司，A错误；等差等势线的疏密也可 少，选项C错误，B、D正确。 以反陕电场的强弱，由口到d等势线先变疏后变密，所以电场 7,BC解析a、c所在直线电场线水平向右，所以a、c处电场 强度先减小后增大，加速度先减小后增大，B错误；由4到d 方向向右，正电荷在电场中所受静电力沿电场线方向，故把正 电势先升高后降低，所以电子的电势能先减小后增大，C错 点电荷由a移到c,静电力做正功，电势能减小，负点电荷在电 误：a处电场线与虚线垂直，所以电子在a处受到的电场力方 场中所受静电力与电场线方向相反，故把负点电荷由a移 向与a处虚线垂直，D正确。 到c,静电力做负功，电势能增加。 3.A解析电场强度的方向由高电势指向低电势，故避雷针带 8.D解析正点电荷自A到B过程中，场强方向水平向右，即 正电，A正确，根据电场线与等势面垂直，可知A、B两点的电 所受电场力方向水平向右，与运动方向一致，所以电场力做正 场强度方向不司，B错误：由WA=qUc=q(9A一9c),根据 功，电势能减小：正点电荷从B到C过程中，场强方向由B指 q>0,PA>PC,可知正电荷从A移动到C点，该过程静电力做 向C,电扬力方向与运动方向一致，电场力仍然做正功，电势 正功，C错误：负电荷在电势低的地方电势能大，因为P> 能减小。D正确。 Pc,故负电荷在C处电势能大，D错误。 4