课时作业6 电势能和电势-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第三册(人教版)

=2X10-×10N=4y3×102N,B错误：小球可以 ③ 3 视为点电荷，可以用F=qE计算电场力，D错误。故 选C。 7.答案：(1)0.4kg(2)5m/s(3)4.35m 解析：(1)物体刚好静止在桌面上时，受力分析，如图 所示 Eg mg 由力的平衡条件可得 Eq=mgtana 则小球的质量为 m=Eg=0.4kg。 gtana (2)轻绳剪断后，物体先沿水平桌面向右做匀加速直 线运动，由牛顿第二定律可得 Eq-umg=mai 解得 a1=5m/s2 物体运动到桌面边缘的速度为，根据运动学公式 可得 v=2a1x 解得 v=5m/s。 (3)物体离开桌面后，水平方向做匀加速直线运动，竖 直方向做自由落体运动，物体从离开桌面到落地的时 间为t,则由 解得 t=0.6s 水平方向上有 Eg=maz 解得 a2=7.5m/s2 所以有 1 xo-o+2al 解得 xo=4.35m。 3 课时作业5静电的防止与利用 应电荷；若M接地，Q产生的电场不会影响N,N上 1.C使印刷厂里的空气保持适当的湿度，油罐车车尾 无感应电荷，C错误，D正确。故选C。 装有一条拖在地上的铁链，地毯里夹杂着很细的金属 8.B处于静电平衡时，导体内部场强处处为零，点电 丝，都是防止静电的危害，A、B、D错误；静电喷漆时 荷在B点产生的场强比在C点产生的场强大，因此 给油漆和汽车带上电荷，是利用静电完成了喷漆作 感应电荷在B点产生的场强比在C点产生的场强 业，是静电的应用，C正确。故选C。 大，A错误，B正确；将开关闭合，点电荷在B、C两点 2.D飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电，电荷在越 产生的场强不变，感应电荷在B、C两点产生的场强 尖锐的地方分布越多，可以通过尖端放电将静电释放 不变，C、D错误。故选B。 出去。故选D。 课时作业6电势能和电势 3.D图像可知尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘 1.B静电力做功与路径无关，只与电荷在电场中的 埃带负电，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相 始，未位置有关，故在电场中移动电荷，路径不同，静 反，A错误；尘埃被吸附到集尘极α的过程中所受电 电力做的功可能相同，A错误，B正确；静电力对电荷 场力做正功，B错误；因为充电极b、d接电源负极，集 做正功，电荷的电势能减小，C错误；电荷在电场中的 尘极a、c、e接电源正极，所以c、d两个电极之间的电 位置发生了变化，静电力对电荷不一定做功，比如在 场方向竖直向下，C错误；尘埃在被吸附到集尘极e 等势面上移动电荷，静电力就不做功，D错误。故 的过程中电场力做正功，动能增大，D正确。故选D。 选B。 4.A导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导 2.C细杆转的过程中，正电荷受力的方向向右，位移 体内部电场强度处处为零，导体内的自由电子不再发 的方向也向右，电场力对它做正功，大小为W1= 生定向移动，A错误，B正确；A点离正电荷较近，故 qE。负电荷受力的方向向左，位移的方向也向左， 正电荷在A点产生的电场强度较大，C正确；当开关 电场力对它也做正功，大小为W2一qE1。电场力对 S闭合后，电子从大地沿导线向导体移动，导体内部 两小球所做的功为W=W1十W,=2gEl。故选C。 电场强度处处为零，D正确。故选A。 5.C根据静电屏蔽的特点可知，金属笼内电场强度为 3.D若该电场为匀强电场，则有c=十型=6V, 2 零，金属笼左侧外表面感应出负电荷，右侧外表面感 但实际该电场为点电荷电场，所以c点的电势不为 应出正电荷，金属笼为等势体，电场线与金属笼表面 6V,A错误；根据沿电场方向电势降低，可知离正点 垂直。故选C。 电荷越近电势越高，所以b点离正点电荷的距离小于 6.B雷雨天气时，金殿上空聚集大量电荷，金殿是一 个优良导体，由于静电屏蔽作用，大殿内的场强为零， 口点离正点电荷的距离，根据E-9可匆知a点场强小 A、C错误；金殿顶部如果有较多带尖的结构，尖端放 于b点场强，B错误；根据E。=q9由于不清楚试探电 电效果明显，则无法观测到雷火炼殿现象，因此可以 荷的正负，所以无法判断电荷在a处的电势能与在b 断定金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电，B 处的电势能大小关系，C错误；在c点静止释放一点 正确；金殿如果安装了避雷针，雷雨天气时金殿上空 电荷，则电场力对电荷一定做正功，其电势能一定减 聚集的电荷将被导入大地，将不会出现雷火炼殿现 小，D正确。故选D。 象，D错误。故选B 4.A根据图中电场线方向向右可知，点电荷带正电， 7.C若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，由于静 电场线如图所示，由题意可知，B点距源电荷Q的距 电屏蔽，Q上无感应电荷；若M接地，M与大地组成 离小，则由E=可知，B点的电场强度大；同时沿 一个大导体，靠近N的一端和大地将出现感应电荷， 2 Q上无感应电荷，A、B正确；若Q、N不带电，M不接 电场线方向电势降落，B点在距Q较近的等势面上， 地，则Q带电时，Q产生的电场会影响N,N上有感 故B点的电势高于A点的电势。故选A。 63 3 5.D若两电荷为异种电荷，在x=2a处，电场强度不 可能为0，故两电荷为同种电荷。A错误；由于在x= 2a处，电场强度为O,则有=会，所以M、N所 (2a)2 带电荷量的绝对值之比为4：1。B错误；C.沿x轴 从0到2a电势逐渐降低，从2a到3a电势逐渐增大。 C错误；从0.5a到2.5a电势先降低后增大，根据 E。=q9可知将一个正点电荷沿x轴从0.5a移动到 2.5a,该电荷的电势能先减小后增大。D正确。故 选D。 6.D根据矢量的合成法则，在A点放入某个电荷q 后，N点电场强度的方向恰好平行于BC,则A、C两 处点电荷在N点的合场强E2应从N指向A,如图所 示 ⊕ B C y 设正三角形的边长为L,根据点电荷形成的电场，可 得E= kQ 4kQ =3L8 由几何知识可得E,=Etan30°=4y3Q,又因为C 9L2 处的点电荷在N点的场强大小为E。=Q 2 4>E2,故A点点电荷为正电荷，根据矢量的合成， L.2 可知A点的点电荷在N点的场强g,=E。一E, 联立解得q= 9一3Q,A,B错误；由于A点的点电荷 9 为正电荷，根据矢量的合成法则可知，M点的场强不 可能平行于BC,C错误；根据电场的叠加可知，负电 荷从M到N的过程中，电场力做正功，电势能减小， 故负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，D 正确。故选D。 54 7C根据E=号可知E,9,根据=2可得94 9可得答-Q:同型爱=Q,得器会故 选C。 8.BD由场强叠加可知，O点的电场强度大小为E。= 识-号-29，A错误；由场强叠加可知，C点的 电场强度大小为Ec 3Q ▣2 kQ 2 V (2rcos 30(2rsin 30 2kQ,B r2 正确；因AB之间场强为零的点在AO之间某点（设 为D点)，则从A到D电势降低，从D到B电势升 高，即从A到O电势先降低后升高，将一个正试探电 荷从A点沿直线移动至O点过程中，其电势能先减 小后增大，C错误，D正确。故选BD。 9.答案：(1)pA=300V(2)200V(3)4×10-3J 解析：(1)根据题意可得 WAn=EA一Ee EPA=qA,Epo=0 代入数据，解得 PA=300V。 (2)根据公式，可得 WB=EpB-Epa 故B点的电差为 pB100V。 (3)根据静电力做功与电势能关系公式可得 WAB=EpA一EB 则有 WAB=-4X10-3 J 静电力做负功，电势能增加，故电势能增加 4×10-3J。 课时作业7电势差 1.AA、B两点间的电势差UAB=PA一Pr=一1V,可 得PA=pB一1V;B、C两点间的电势差Uc=PB一pC =2V>0,可得pc=Ps2V,则A、B、C三点的电势 高低关系为PB>PA>pc。故选A。 2.D根据电场力做功的计算公式可得，将点电荷从B 点移到A点，电场力做功为W=qUA,而UA= 3 -U4B=一10V,代入数据解得W=一2×10-10J。 侧，即受到竖直向上的电场力，但由于带电小球的电 故选D。 性未知，则匀强电场的方向未知，A错误；小球从O 3.B根据题意，由动能定理可得qU十W外=△Ek,代 到N的过程中，电场力做负功，故带电小球的机械能 入数据解得Ub=2V。故选B。 减小，电势能增大，B、D错误；小球从O到M与从M 4.CA、B两点在同一条等势线上，两点间的电势差为 到N,根据W电=qU可得电场力做的负功相同，电势 零，A错误；根据电场线与等势面垂直，画出电场线， 能增加量相同，根据能量守恒定律可知其动能的变化 可知A点处电场线最密，故A点的电场强度最强，B 量相同，C正确。故选C。 错误，C正确；将一个质子分别放置在A、B、C三点， 7.A由于点电荷带正电，所以电场方向由点电荷指向 在A、B两点的电势能较大，在C点的电势能最小，D 金属杆，根据沿电场方向电势降低，可知，d点电势高 错误。故选C。 于b点，A正确；金属杆达到静电平衡状态后，内部场 5.CB点的电场强度为零，表明点电荷在B点产生的 强为0，B错误；金属杆达到静电平衡状态后，内部场 电场强度与圆盘在B点产生的电场强度大小相等， 强为0，则感应电荷在内部某点产生的场强与点电荷 方向相反，则有E=长2R4K最，点电符带正 在该点产生的场强大小相等，方向相反，则杆上感应 电荷产生的电场在轴线上a、b、c三点的场强大小关 电，其在B点产生的电场强度方向O指向B,则圆形 系为E。<E6<E。,C错误；将导体棒右端接地后再断 薄板在B点产生的电场强度大小为船，方向B指向 开，则导体棒靠近点电荷的右端带负电，最后移走点 O,圆盘带负电，A错误；若圆形薄板所带电荷量集中 电荷，导体棒最终带负电，D错误。故选A。 8.BCA、D'两点放上等量异种电荷，则其连线的中垂 在圆心0，则电荷量应为-号，而实际上圆形薄板的 面为等势面，电势为零，但C点不在该等势面上，A 电荷量是均匀分布在薄板上的，除了圆心O处距离B 错误；由对称性可知PB=一PE,9B=一PE,则PB 点的距离与点电荷一号距离B点的距离相同外，其 Pg=pE一pE,解得UB=UE,B正确；同样由对称 性可知，正电荷在O点与O点产生的电场强度与负 余各点距离B点的距离都大于R,若将电荷量一号均 电荷对应在O点与O'点产生的电场强度相同，则O 匀的分布在薄板上，则根据点电荷在某点处产生的场 点与O'点的合电场强度相同，C正确；A'、D两点连 强公式可知此时圆盘在B点的场强一定小于E1,故 线是等势线，试探电荷的电势能不变，D错误。故 圆形薄板所带电荷量的绝对值一定大于号，B错误； 选BC。 9.CD设匀强电场的电场强度为E,∠BAC=0,则将 点电荷在A点产生的电场强度E,一怒，方向向有， 电荷q从A点移到B点，电场力做功为W:=Eq |AB|cos0=EqAC|,将电荷q从A点移到C点，电 根据对称性，结合上述可知，圆盘在A点产生的电场 场力做功为W2=Eq|AC引，将电荷q从C点移到B 强度E=日一是，方向向右，则A点的电场强度大 点，电场力做功为W3=0,A、B错误，C、D正确。故 小为E:=品十品-92，方向A指向0.C正确；结 选CD 10.答案：(1)80V-200V-120V 合上述，点电荷带正电，圆盘带负电，可知，点电荷与 (2)1.8×10-7J(3)图见解析 圆盘之间的电场线方向整体向右，但电场线的分布在 解析：(1)根据静电力做的功与电势差的关系，A、B A点左右并不对称，即过A点与轴线垂直的平面并 间的电势差 没有与任意电场线垂直，即该平面不是等势面，则过 W4B=1.6X10-7 A点与轴线垂直的平面上各点电势并不都为零，D错 UAB- 92.0x10-V=80V 误。故选C。 同样，根据静电力做的功与电势差的关系，B、C间 6.C由题意可知，带电小球所受电场力指向轨迹凹 的电势差 65 3 Uc=W=-4.0X107 92.0X109V=-200V A、C间的电势差 UAC=UAB+UBC=80 V-200 V=-120 V. (2)电荷量q=一1.5×10-9C的点电荷，从A点移 动到C点时，静电力做的功为 Wc'=qUAc=(-1.5×10-9)×(-120)J=1.8X 10-7J。 (3)电场分布示意图和A、B、C三点可能的位置如图 所示。 C 4 RE 课时作业8电势差与电场强度的关系 1.D电场强度公式E=,号可知，距q相同距离点的 电场强度大小相等，但方向不同，A错误；电场强度公 式E=F是定义式，电场强度只由电场自身决定，与 试探电荷的电荷量无关，B错误；电场强度公式E= 号只适合于匀强电场的电畅强度计第，C错误9 为电势的定义式，电势只由电场自身决定，与试探 9 电荷的电荷量无关，所以由电势定义式9=不能得 出电场中某点的电势与该点的电荷量q成反比，D正 确。故选D。 2.D根据公式W=qU分析可知，电场力做功W6= 0,则a、b两点的电势差Ub为零。而电势与场强无 关，所以a、b两点的电场强度不一定相等。A错误； 电场力做功只与初末位置有关，与路径无关。电场力 做功为零，点电荷可能沿等势面移动，也可能不沿等 势面移动，B错误；电场力做功为零，作用于该点电荷 的电场力与其移动的方向不一定总是垂直的，C错 误；由公式Wb=qUb,Wb=0,得Ub=0,即a、b电 势一定相等，D正确。故选D。 3.A如图 -2V C D/2V A B 6V 2V 66课时作业6 A级基础巩固练 1.关于静电力做功的特点，下列说法正确的是 () A.在静电中移动电荷，路径不同，静电力做 的功一定不同 B.静电力做的功只与电荷在电场中的始、末 位置有关 C.静电力对电荷做正功，电荷的电势能增加 D.电荷在电场中的位置发生了变化，静电力 对电荷一定做了功 2.两带电小球，电荷量分别为十q和一q,固定 在一长度为1的绝缘细杆的两端，置于电场 强度为E的匀强电场中，杆与电场强度方向 平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂 直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中 静电力做的功为() 0-9 →E +g A.0 B.gEl C.2gEl D.πgEl 3.如图所示为某正点电荷电场中的一根电场 线，a、b、c为该电场线上的三点，其中c为ab 的中点。已知a、b两点的电势分别为m=3V, =9V,则下列说法正确的是( ) d c b A.c点的电势为6V B.a点场强大于b点场强 C.电荷在a处的电势能一定小于在b处的 电势能 D.在c点静止释放一点电荷，其电势能一定 将减小 19 电势能和电势 4.如图，P为一点电荷周围某电场线上的点， A、B所在直线垂直该电场线，且过P点。若 PA>PB,A、B两处的电场强度分别为EA、 EB,电势分别为PA、PB。则( B A.EA<EB,A<OB B.EA<EB,A>B C.EA>EB,A<B D.EA>EB A>B 5.真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别 固定于x轴上x1=0和x2=3a处，在两者 连线上各点的电场强度随x变化的关系如 图所示，选沿x轴方向为正方向，以下判断 正确的是( E↑ A.M为正电荷、N为负电荷 B.M、N所带电荷量的绝对值之比为2：1 C.沿x轴从O到3a电势逐渐降低 D.将一个正点电荷沿x轴从0.5a移动到 2.5a,该电荷的电势能先减小再增大 6.如图所示，真空中有一正三角形ABC,在B 点固定负电荷一Q,在C点固定等量的正电 荷+Q,M、N分别为AB、AC的中点。在A 点放入某个电荷q后，N点电场强度的方向 恰好平行于BC,则( ⊕ B 09 A.放在A点的电荷为负电荷 B.q=2Q C.在A点放人q后，M点的场强方向也平 行于BC D.在A点放入q后，一负试探电荷在M点 的电势能大于在N点的电势能 B级)综合提升练 7.在一正点电荷形成的电场中，A、B两点的电 势分别为PA、那，电场强度的大小分别为 EA、EB。若以无穷远处的电势为O,到场源 电荷（电荷量为Q)距离为的点的电势为 =Q,则( ) A.PAEA B.P8EA B EB PA EB C.EA Pn-E日 D.E D.BEA 8.如图所示，真空中半径为r的圆上有A、B、C 三点，AB为直径，O点为圆心，∠ABC= 30°。在A、B两点分别固定电荷量为+Q (Q>0)和十3Q的点电荷，已知静电力常量 为，则下列说法正确的是( ) +QA 30 +30B A.O点的电场强度大小为4Q 2 B.C点的电场强度大小为2kQ 2 C.从A点沿直线至O点电势逐渐降低 D.将一个正试探电荷从A点沿直线移动至 O点过程中，其电势能先减小后增大 20 9.把一个带电荷量为3×10一8C的正点电荷从 电场中的A点移到无限远处时，静电力做功 9×10-6J;若把该电荷从电场中的B点移到 无限远处时，静电力做功3×10-6J,取无限 远处电势为零。 (1)求A点的电势； (2)求B点的电势； (3)若把电荷量为2×10-5C的负电荷由A 点移到B点，电势能的改变量为多少？ 0