第1章 4,5 电场力的功 电势能&电势 电势差（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

[基础训练] 1．(多选)关于电势，下列说法正确的是(　　) A．电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，电场力所做的功 B．电场中某点的电势与零电势点的选取有关 C．由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低 D．某电荷在电场中A、B两点电势能关系EpA＞EpB，则可知φA＞φB 解析　由电势的定义可知A正确；由于电势是相对量，电势的大小与零电势点的选取有关，故B正确；虽然电势是相对的，但电势的高低是绝对的，C错误；电势的计算要注意q的正负，q正负不确定无法由Ep确定φ的大小关系，故D错误。 答案　AB 2．空间某区域里电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(　　) A．c点电场强度方向与d点电场强度方向相同 B．a点电势高于b点电势 C．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点 D．将一试探电荷－q由a移至b的过程中，电势能减小 解析　电场线上的每一点的切线方向表示电场强度方向，由图可知，c点和d点的电场强度方向不同，故A错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，则φa＞φb，故B正确；若将一试探电荷＋q由a点静止释放，将沿着a点的电场强度方向开始运动，运动轨迹不是电场线，故C错误；若将一试探电荷－q由a点到b点电场力做负功，电势能增加，故D错误。 答案　B 3．如图所示，甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在电场力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图像如图乙所示。关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是(　　) A．φA＞φB，EA＞EB　　　 B．φA＞φB，EA＞EB C．φA＜φB，EA＞EB D．φA＜φB，EA＜EB 解析　负电荷从A由静止释放(初速度为0)后，能加速运动到B，说明负电荷受到的电场力方向从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B两点的电势关系是φA＜φB；负电荷从A运动到B的过程中，它的加速度是逐渐减小的(题图乙中曲线切线的斜率表示加速度)，由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，受到的电场力是逐渐减小的，由E＝知，EA＞EB，C正确。 答案　C 4．将一正电荷从无穷远处移至电场中M点，电场力做功为6.0×10－9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN的关系为(　　) A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0 C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0 解析　取无穷远处电势φ∞＝0。对正电荷：W∞M＝0－EpM＝－qφM，φM＝＝－；对负电荷：WN∞＝EpN－0＝－qφN，φN＝＝；所以φN＜φM＜0，选项C正确。 答案　C 5．下列关于电场线和等势面的几种说法中，正确的有(　　) A．在多个电荷产生的电场中，电场线是可以相交的 B．同一等势面上各点电场强度一定相等 C．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大 D．点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线是重合的 解析　电场线不能相交，否则交点处电场强度的方向有两个，而同一电场中各点的电场强度是唯一的，故A错误；同一等势面上各点电场强度不一定相等，例如在等量异种电荷的连线的中垂面上各点电场强度大小不等、方向相同，选项B错误；电场线是用来表示电场中电场强度的方向和大小的，电场线越密，表示电场强度越大，由公式F＝qE知，同一试探电荷所受的电场力越大，故C正确；点电荷在电场中的运动轨迹不一定跟电场线是重合的，只有当电场线是直线，而且点电荷从静止开始释放或初速度与电场线共线时，点电荷才可能沿电场线运动，故D错误。 答案　C 6．(多选)如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6 C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10－5 J，则以下判断正确的是(　　) A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示 B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示 C．B点电势高于A点电势 D．B点电势低于A点电势 解析　由题意，带正电的微粒仅受电场力的作用，从A点运动到B点时动能减少了10－5 J，说明电场力做负功，则知电场力方向水平向左，根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧，故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示，故A正确，B错误；由于微粒带正电，电场力水平向左，则电场强度方向水平向左，顺着电场线方向，电势降低，则B点电势高于A点电势，故C正确，D错误。 答案　AC 7.如图所示，用一条长为1 m的绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10－2 kg，所带电荷量为＋2.0×10－8 C，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向成30°角，g取10 m/s2。 (1)求该匀强电场的电场强度大小； (2)在外力作用下，使小球从位置A移到位置B，求电场力所做功及小球电势能的变化。 解析　(1)小球的受力如图，根据共点力平衡有mgtan θ＝qE 解得E＝＝ N/C＝×107 N/C (2)从A到B，电场力做负功 W＝－qELsin 30°＝－2×10－8××107×0.5 J＝－ J，则电势能增加 J。 答案　(1)×107 N/C　(2) J　电势能增加 J [能力提升] 8．(多选)如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为a、b的中点。若一个运动的正电荷只在电场力作用下先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为φa＝－3 V，φb＝7 V，则(　　) A．a点的场强一定小于b点的场强 B．a点场强有可能等于b点场强 C．正电荷在a点的动能小于在b点的动能 D．正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 解析　沿电场线方向电势降低，由题意知电场线的方向向左，只有一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小，故A错误，B正确；根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从a点运动到b点的过程中克服电场力做功，电势能一定增大，而由能量守恒定律知，其动能一定减小，故C错误，D正确。 答案　BD 9．如图所示，P、Q是等量的正点电荷，O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，OA＜OB，用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势，则(　　) A．EA一定大于EB，φA一定大于φB B．EA不一定大于EB，φA一定大于φB C．EA一定大于EB，φA不一定大于φB D．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB 解析　P、Q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电场强度是矢量，P、Q两点电荷在O点的合电场强度为零，在无限远处的合电场强度也为零，从O点沿PQ的中垂线向远处移动，电场强度先增大，后减小，所以EA不一定大于EB，A、C错误；电势是标量，由等量同种点电荷的电场线分布图可知，从O点向远处，电势是一直降低的，故φA一定大于φB，B正确，D错误。 答案　B 10．(2025·济南期末)某电场中的等势面如图所示，下列关于该电场的描述正确的是(　　) A．A点场强比C点小 B．负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大 C．电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功 D．正电荷由A移动到C，电场力做负功 解析　A点等势面密，A点场强大，负电荷在电势越高的位置电势能越小，A、B错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，负电荷在A、B两点处的电势能相同，C正确；正电荷由A移动到C，电场力做正功，D错误。 答案　C 11．(2025·泰州期中)如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上，以下判断正确的是(　　) A．b点场强大于d点场强 B．b点电势高于d点电势 C．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能 D．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差 解析　在两等量异种电荷的连线上，中间点电场强度最小；在两等量异种电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，所以b点场强小于d点场强，A错误；等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，与在两等量异种电荷连线上的点相比较，d点的电势要高，所以d点电势高于b点电势，B错误；因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷＋q在a点的电势能大于在c点的电势能，C错误；由对称性可知a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，D正确。 答案　D 12．如图所示的匀强电场中，有A、B、C三点，AB＝5 cm，BC＝12 cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向成60°角。一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从A移到B，电场力做功为W1＝1.2×10－7 J。 (1)求匀强电场的电场强度E的大小； (2)该电荷从B到C，求电荷的电势能改变多少。 解析　(1)由W1＝qE·AB得，该电场的电场强度大小为E＝＝ N/C＝60 N/C。 (2)该电荷从B到C，电场力做功为 W2＝F·BC·cos 60°＝qE·BC·cos 60° ＝4×10－8×60×12×10－2×0.5 J ＝1.44×10－7 J 所以，该过程电荷的电势能减少1.44×10－7 J。 答案　(1)60 N/C　(2)减少1.44×10－7 J 学科网（北京）股份有限公司 $