高一暑假作业(十四) 电势能和电势-【步步维赢·优练必刷】2025年高一物理暑假作业

高一暑假作业（十四）电势能和电势 知识点记 3.电势能的特性 电势能是由电场和电荷共同决 1.判断电势能大小的几种方法 定的，是属于电荷和电场所共 系统性 将电荷量、电势连同正负号一起 有的，我们习惯上说成电荷的 代人公式E。=q。,正E,的值越 电势能 公式法 大，电势能越大：负E。的绝对值 电势能是相对的，其大小与选 越大，电势能越小 定的零势能位置有关.确定电 相对性 荷的电势能，首先应确定零势 正电荷在电势高的地方电势能大 电势法 能位置 负电荷在电势低的地方电势能大 电势能是标量，有正负但没有 静电力做正功，电势能减小 方向.电势能为正值表示电势 做功法 静电力做负功，电势能增加 标量性 能大于零势能位置的电势能， 在电场中，若只有静电力做功 电势能为负值表示电势能小于 能量守 时，电荷的动能和电势能相互转 零势能位置的电势能 恒法 化，动能增加，电势能减小；反 精典题练 之，动能减小，电势能增加 1.两带电小球，电荷 2.电场中几种常见的功能关系 量分别为十g和 (1)若只有静电力做功，电势能与动能之 一q,固定在一长度 和保持不变； 为1的绝缘细杆的 (2)若只有静电力和重力做功，电势能、 两端，置于电场强度为E的匀强电场中， 重力势能、动能之和保持不变： 杆与场强方向平行，其位置如图所示.若 (3)除重力外，其他各力对物体所做的功 此杆绕过杆中点O且垂直于杆的轴线转 过180°，则在此转动过程中静电力做的 等于物体机械能的变化： 功为 (4)所有力对物体所做功的代数和，等于 A.0 B.gEl 物体动能的变化. C.2gEl D.πqEl ·34· 2如图所示，在M,N处}言 电荷（正、负电荷所带电荷量的绝对值相 固定着两个等量异种点电荷，在它们的 等)从无限远处移到电场中的N点，电势 连线上有A、B两点，已知MA=AB= 能增加了9.8×109J.若以无限远处为 BN.下列说法正确的是 零电势点，M、N两点的电势分别为PM A.A、B两点场强相同 ,则下列判断正确的是 B.A、B两点电势相等 A.9M<9x<0 B.N>M>0 C.将一正电荷从A点移到B点，电场力 C.gv<9<0 D.M>N>0 6.如图所示，A、B、C为电场中同一电场线 做负功 上的三点.设电荷在电场中只受电场力 D.负电荷在A点的电势能大于在B点 作用，则下列说法中正确的是 ( 的电势能 3.如图，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( M A.若在C点无初速度地释放正电荷，则 正电荷向B运动，电势能减少 A.M点的电势比N点的低 B.若在C点无初速度地释放正电荷，则 B.M点的场强大小一定比N点的大 正电荷向A运动，电势能增加 C.电子在M点的电势能比在N点的低 C.若在C点无初速度地释放负电荷，则 D.电子在M点受到的电场力大小一定 负电荷向A运动，电势能增加 比在N点的大 D.若在C点无初速度地释放负电荷，则 4.在电场中，把电荷量为4×10”C的正点 负电荷向B运动，电势能减少 电荷从A点移到B点，克服静电力做功 7.如图所示，MN是某 6×10J,以下说法中正确的是( 匀强电场中的一条电M A.电荷在B点具有的电势能是6X 场线.一带正电粒子 108J 射入电场后，仅在电场力作用下沿轨迹 B.B点的电势是15V ABC运动.下列说法中正确的是( C.电荷的电势能增加了6×108J A.粒子在A点的加速度比在C点的加 D.电荷的电势能减少了6×108J 速度大 5.将一正电荷从无限远处移到电场中M B.粒子在A点的电势能比在C点的电 点，电势能减少了8.0×109J:将另一负 势能小 ·35· C.M、N两点的电势：9>9v (1)电荷的电势能是增加还是减少？电 D.电场线的方向水平向右 荷在A点具有多少电势能？ 8.(多选)如图所示，实线是 (2)A点的电势是多少？ 一个电场中的电场线，虚 线是一个负的试探电荷在 这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹. 若电荷是从α处运动到b处，下列判断正确 的是 A.电荷从a到b加速度减小 B.电荷从a到b动能减小 C.电荷从a到b电势能减小 D.电荷从a到b电势能增大 9.带电荷量为q=十5.0×10-8C的点电荷 从A点移到B点时，克服静电力做功 3.0×106J.已知B点的电势为PB= 20V,则：A、B间的电势差为 A点的电势为 ,g从A移动到B 的过程中电势能 10.将带电荷量为1×108C的电荷，从无 限远处移到电场中的A点，要克服静电 力做功1×106J,问： ·36·度大，故A,C正确：电场线的切线方向表示该 电场的场强大小相等、方向相反，此时导体的内 点场强方向，A、B两点场强方向不同，故B错 部场强处处为0，电荷只分布在导体的外表面， 误：电场线可形象地描述电场，并不是说没有电 整个导体是一个等势体.A、B、D错误，C正确. 场线通过的地方就不存在电场，故D错误。 3.D为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接 7,B对于电场中给定的位置，放入电荷量不同的 收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机 试探电荷，它们受到的静电力不同，但是静电力 (焊缝用)产生的电磁波信号屏蔽而接地金属笼 F与试探电荷的电荷量q的比值E(即场强E) 子具有屏蔽内电场的作用，故选项D正确. 4,D十Q在球壳内任何位置，只会影响球壳内的 是不变的量，因为F=gE,所以F跟q的关系图 负电荷分布；球壳外部带正电荷，会使外部场强 线是一条过原点的直线，该直线斜率的绝对值 不为零，故A、B错误，而球壳接地会使外部电 表示场强的大小，由此可得E>E>E。>E, 荷导入大地，所以外部场强才会为零，故C错 故选项B正确，A、C、D错误. 误，选D. 8.B设两电荷连线长为L,E1=E2的，点离Q2的 5.B在可燃气体环境（如乙醚）中产生的静电，容 距高为，由点电符的场强E=大是知，当点在 易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉（如导 入大地)，因此选项B正确. 2Q 6.A避雷针利用了尖端放电的原理，在发生雷电 Q、Q连线外侧时，k之=亿十解得 时，避雷针上产生的感应电荷通过尖端放电，中 和了云层中的电荷，可以使建筑物免遭雷击，故 x1=(W2十1)L,此处两电场反向，合场强为零. 当点在连线之间时，9=大20解得 A正确，B、C、D错误. 2Q2 7.A处于静电平衡状态的导体，其内部场强为 零，即E=0;由于静电屏蔽，球内空腔的场强 x2=(W2一1)L,此处两电场同向，E=2E.所 也为零，则E。=0,选项A正确. 以本题选项B正确. 8.C处于静电平衡状态的导体内部的场强处处 9.解析：由题意知，q=一1×100C,F=1× 为零，选项C正确. 10sN, 9.AD静电感应是由于导体内的自由电子受电 由场强的定义知，A点的场强大小为： 场力的作用而发生定向移动，最后达到稳定状 E-10N/C-100 N/C. 态，故选项A正确；达到静电平衡后，自由电子 不再定向移动，但是仍然做规则的热运动，故选 场强方向与负电荷在A点所受静电力方向相 项B错误：处于静电平衡的导体，电荷只分布在 外表面上，内部没有“净”电荷，故选项D正确： 反，所以A点的场强方向向右：电场强度是反映 导体静电平衡时，内部场强为零，但表面场强不 电场性质的物理量，与有无试探电荷无关，把这 为零，故选项C错误. 个试探电荷取走，A点的电场强度不变，仍为 10.解析：由于球壳达到静电平衡后各，点的场强为 100N/C. 零，故感应电荷在球心O处产生的场强与一q 答案：100N/C向右100N/C 和十g2在O处场强的矢量和等大反向，设由O 10.解析：(1)如图所示，开始运动时小球B受重力、库 指向B方向为场强正方向，即： 仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿 第二定律，得mngsin0--qEos0=ma.代入 1E61=1E1十1E1=k9与1+19%与1=9× L 数据，解得：a=3.2m/s (2)小球B速度最大时所受 1o208+27 0.032 -)N/C=3.6×105N/C. 合力为零， 方向由O指向B. 即ngsin0 gEcos 0 答案：3.6×10N/C,方向由O指向B 高一暑假作业（十四）电势能和电势 =0 1.C电场力对两小球均做正功，大小与路径无 代入数据，解得：r=0.9m 关，对每个小球做的功为qEl,共为2qEl,故C 答案：(1)3.2m/s 正确. (2)0.9m 2.A由点电荷的场强合成可知A和B两，点场强 高一暑假作业（十三）静电的防止与利用 方向均向右，大小相等，选项A正确；沿着电场 1.B电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而 线电势逐渐降低，9>9：选项B错误：正电荷 比较危险，选项A错误，塑料油桶会因摩擦而带 从A点移到B点。所受电场力与运动方向相同， 电，因为塑料是绝缘材料，不能把电导走，所以 电场力做正功，选项C错误；E。=q9,因g<0,则 塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选 E4<EB,选项D错误. 项B正确.小鸟停在单根高压输电线上时，加在 3.C顺着电场线方向电势降低，故9M>9N,A错 小鸟两腿间的电压非常小，小鸟不会被电死，选 误；由于电场线疏密程度不知，故无法判断M 项C错误.打雷时，待在汽车里，汽车的金属外 V两点的场强大小，B错误；由E。=q9可知，电 壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽 子在M点的电势能EnM比在N点的低，故C正 作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选 确；由于M、N两，点的场强大小不确定，故电子在 项D错误.故选B. M、N两点所受的电场力大小不确定，D错误. 2.C导体处于静电平衡状态时，在导体内部任意 4.C电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只 一点，感应电荷产生的附加电场的场强与外加 有确定零势能点，B点的电势、电势能才有确定 ·57· 的值，所以A、B错.克服静电力做功6X108J, 4.D由W=gU可知，W1=W2;由Wa=Ud·q, 则电势能增加了6×10J,所以C对、D错. W。>0,g>0,可知Ud>0,故91>p2 5.C因无限远处的电势为零，则正电荷在M点 9,D正确. 的电势能为-8.0×10°J,负电荷在N点的电 5.B根据电势差和电场力做功的公式U= WA超 势能为9.8X10.由g-E可知，M,N两点 可知，两点间的电势差等于电荷从其中一点移 的电势9w<0,gv<0,且gpv>|pM,故pN< 到另一点时，电场力所做的功与所带电荷量的 9<0,选项C正确. 比值，故A错误；1C的电荷从电场中一点移到 6.A若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷 另一点：如果该过程中电场力做了1J的功，则 所受电场力向右，则正电荷向B运动，电场力做 这两点间的电势差就是1V,故B正确：在两点 正功，电势能减少：若在C点无初速度地释放负 间移动电荷时，电场力做功的多少与电荷量、两 电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向A运 点间的电势差有关，故C错误；两，点间的电势差 动，电场力做正功，电势能减少， 是由电场本身决定的，与检验电荷无关，故D 7.B由于电场为匀强电场，可得到粒子在A点 错误. 的加速度与C点的加速度大小相等，故A错误： 6.C相邻等势线的电势差相等，则电荷经过相邻 粒子带正电，粒子在B点受电场力方向向左，故 等势线时电场力做功相等，动能减小量相等，正 电场线方向向左，又有：沿着电场线电势降低， 电荷在等势线上时具有动能20J,在等势线 所以9>9，从A到C电场力做负功，电势能 91上时动能为零，动能的减小量为20J,则电荷 增加，所以粒子在A点的电势能比在C点的电 经过④等势线时的动能为10J,其中p2=0,所 势能小，故B正确，C、D错误. 以电荷的动能与电势能的总和为10J,根据能 8.ABD由电场线的疏密程度可知，E.>E6,再由 量守恒定律，电势能为4】时它的动能为6J,C a=E=g5知，A项正确：电场力的方向指向曲 选项正确， 7.A由于W=一qU-A,U=A=Pn一9A=一PA: 线的内侧，即沿电场线指向左，粒子从运动到 所以 。,E=一q9=一W,选项A正确. b处，电场力做负功，动能减小，电势能增大，所 以B、D项正确，C项错误. 8.D由粒子的轨迹知电场力的方向偏向右，因粒 9.解析：从A到B静电力做的功为W=一3.0× 子带负电，故电场线方向偏向左，由沿电场线方 10"J.A、B两点间的电势差为 向电势降低，可知Pv<gM,Ew<EN.N点的电 _Ws=-3.0×10 场线比M点密，故场强Eu<EN,由加速度a UA=- q 5.0×108 -V=-60V,B点电 势高于A点电势. E知uw<a粒子若从N点运动到M点，电场 根据B=9A一9m,得A点的电势为 力做正功，动能增加，故U>UN,综上所述，选项 9%=U+9B=(-60V)+20V=-40V. D正确. q从A到B克服静电力做功，电势能一定增加， 9.ACD等势面相交，则电场线一定相交，故在同 △E,=|W|=3.0×10J. 一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不 答案：一60V-40V增加3.0×106J 符.故A错误：电场线与等势面垂直，B正确：同 一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定 10.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零，因为WA=E。一 相同，C错误；将负电荷从高电势处移动到低电 势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电 E4,所以电荷在A点具有的电势能 势.所以电场力方向与运动方向相反，电场力做 E=1×10J: 负功，D错误. (2)A点的电势为9A EA=100V: 10.解析：(1)U“= WA世 q 答案：(1)增加1×10-6J(2)100V 高一暑假作业（十五）电势差 =-2.4X10 1.D电场强度E与F、q无关，由电场本身决定， -6×106 -V=4V A错误：电容C与Q、U无关，由电容器本身决 Ux= 1.2×10-5 6X10-V PA=47 9=2V 定，B错误：E=k是决定式，C错误：故选D. =-2V. g=0 2.C因为Um=9-9=75V0,所以9>9g,因 (2)UA=PA一9a,Ux= 为Um=-=一200V<0,所以p<,又 PB c Ux=Us+Ux=75V+(-200)V=-125V<0, 又pm=0,故94=4V,9C 所以9≤Pe,则gc>p之PBC正确. =2V. CP-2 V 3.A在等势面上移动电荷，电场力不做功并不是 (3)如图所示. 电荷不受电场力的作用，而是电场力和电荷的 答案：(1)4V-2V(2)4V2V(3)见 移动方向垂直，电场力做功为零，因此A项错 解析图 误.等势面上各，点的电势相等，但是场强是否相 高一暑假作业（十六）电势差与电场强度的关系 等则不一定，如在点电荷形成的电场中，等势面 1.B正电荷由a,点移到b点时，电场力对电荷做 上各，点的场强的大小相等，但是方向却不同，因 负功W,电势能增加，该电荷在a,点的电势能较 此B项正确，根据所学各种等势面的分布情况 b点小，选项A错误；a点电势比b点电势低，故 可知，C、D两项是正确的. 选项B正确：当a、b两，点在同一电场线上时， ·58·