第十章 1 电势能和电势-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第三册练习手册（人教版）

荷在P点的场强大小为E。g,方向如图所示，两点电 荷在P点的合场强为E,=VTE-V工经，方向与+？点 电荷与-g点电荷的连线平行，如图所示，Q点电荷在P 点的场程大小为E时名。景。三点电行的合场 强为0，则E2方向如图所示，大小有E=E2,解得Q= 2V2q,由几何关系可知Q的坐标为(0,2a),故B正确。 YA 0 2a 第7题答图 8.D【解析】B、C点的电荷在M的场强的合场强 为E=2,9一c0s60°=3张g,因M点的合场强为零， a 3 因此带电细杆在M点的场强E=E,由对称性可知带电 细杆在A点的场强为E=E=E,方向竖直向上，因此A 第十章 静日 >"1.电势能和电势 1.增加-2.5×10【解析】将电荷从电场中的A点 移到B点，静电力做负功，其电势能增加；A点的电势 能为E=qU4,B点的电势能为Ep=qUB,静电力做功等 于电势能变化量的相反数，即W=E4-E=-2.5×108J。 2.AD【解析】由点电荷产生的电场的特点可知，M 点的电势高，N点的电势低，所以正电荷从M点到N点， 静电力做正功，电势能减少，故A正确，B错误；负电 荷由M点到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C 错误；静电力做功与路径无关，负点电荷又回到M点， 则整个过程中静电力不做功，电势能不变，故D正确。 3.D【解析】电荷的电势能与电场强度无直接关系， A、B错误；如果电荷的初速度为0，电荷只在静电力的 作用下做加速运动，电荷的电势能转化为动能，电势能 减少，但如果电荷的初速度不为0，电荷可能在静电力的 作用下先做减速运动，这样静电力对电荷做负功，电荷 的动能转化为电势能，电势能增加，所以C错误，D正确。 4.BC【解析】电场线的疏密程度表示电场的强弱， 参考答案与解析。 点合扬强为E=E,+2终0s30-兰(V了+3)，故选D。 9.(1)E,=mgR (2)v=V3gR (3)y2=6Rx 【解析】(1)设弹簧在A点的弹性势能为E。,由能 量守恒定律可知：，子m=子mgR。 (2)设小球经过O点时的速度为v,由动能定理知： jmv-jmri-VZmgVZR-mgR-mgR. 解得v=V3gR。 (3)经过0点后，小球只受重力和电场力两个恒力 的作用，将小球的运动分解为水平和竖直两个方向上的 直线运动，其中水平方向的初速度为0，竖直方向的初 速度为=V3gR,于是有： 水平方向(x方向)：F=Fcos45°=mg=ma,解得a,= g,表明小球在水平方向做匀加速直线运动；由匀变速 直线运动规律可得=子a,竖直方向：F=n45 mgO,表明小球在竖直方向做匀速直线运动；由匀速直 线运动规律知：y=t,联立两个方向位移表达式消去时 间t后得到小球的轨迹方程为y2=6R。 电场中的能量 故E4<EB,故A错误；沿电场线的方向电势降低，所以 P>g,B正确；正电荷从A到B电势能减小，电场力 做正功，C正确；对负电荷，PA>Pg,所以它在B点的电 势能大，D错误。 5.AD【解析】电荷初速度为0，在运动过程中可能 一直加速运动，此时有E>E>Ec,可能先加速后减速， 但是并未减速到O,此时有E>E>EB,也可能先加速然后 减速为O,此时有EA=E>EB,故A、D正确，B、C错误。 6.A【解析】若该离子在M点速度为0，则点M、 N应在一条电场线上，因为沿电场线方向电势降低，带 正电荷的离子在M点的电势能大于在V点的电势能。 7.D【解析】由点电荷场强公式E=k确定各点的 场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面 和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低。 由点电荷的场强公式E=k号可知，a、b两点到场源电荷 的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故 A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以 b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的 49 高中物理必修第三册（人教版） 等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势 相等，负点电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷， 根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点 低，故D正确。 8.C【解析】在正电荷的电场中，离正电荷近，电 场强度大，电势高，离负电荷远，电场强度小，电势 低，而在负电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大， 电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，A错误； 电势差的大小取决于两点间距和电场强度，B错误；沿 电场方向电势降低，而且速度最快，C正确：场强为0， 电势不一定为0，如从带正电荷的导体球上将正电荷移 动到另一带负电荷的导体球上，电场力做正功，D错误。 9.AC【解析】由电场线的分布示意图可知，MN所 在直线的电场线方向由M指向N,则M点电势一定高 于N点电势；由于N点所在处电场线分布密，所以N 点场强大于M点场强；正电荷在电势高处电势能大，故 在M点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到 N点，静电力做负功。综上所述，A、C正确。 I0.BC【解析】由等量正电荷形成的电场的规律可 知，试探电荷g从A到O的运动过程中，所受的力发生 变化，方向指向O点，试探电荷做变加速直线运动，A 错误；力的方向与速度的方向一致，电场力做正功，电 势能逐渐减小，B正确：合外力做正功，动能增加，C 正确；将电荷从O点移到无穷远处，要克服电场力做 功，电势能增加，最后电势能变为0，所以电荷在O点 时电势能为负值，D错误。 11.ABD【解析】在电场中电场线越密的地方电场 越强，故A正确；电场线总是指向电势降低的方向， 故B正确；在电场中移动电荷时，负电荷顺着电场线 移动时，电场力做负功，电势能增加，故C错误，D 正确。 12.B【解析】当C移近A时，A、B发生了静电感 应现象，在A的左端和B的右端分别感应上异种电荷， A、B内部的电场强度为O,A、B为等势体，故B 正确。 13.BD【解析】由题意可知O点合场强为0，根据 同种电荷之间电场线的分布可知a0之间电场线由a到 O,故a点电势高于0点电势，故A错误；同理可得， c点电势高于O点电势，两个固定电荷在b0射线上的 点电场方向斜向上，故b点电势低于O点电势，则b点 电势低于c点，故B正确；a点电势高于O点电势，b 点电势低于O点电势，则a点电势高于b点，试探电荷 为负电荷，故该试探电荷在a点的电势能小于在b点的 50 电势能，故C错误；根据电荷电场的对称分布可得，b、 d两点电势相同，则c点电势高于d点，试探电荷为负 电荷，则该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势 能，故D正确。 14.-4.8×1057.2×105减小【解析】当E=1.2× 10V/m时，负电荷所受电场力方向由R指向P,与其 位移方向成120°角，则电场力做功Wr=qE.PQ.cos120°= -4.8×I05J,因此P、Q间电势差为Uw=9ppo=m= 9 0-24(V,0,当扬提变为另一值后， 因Q点接地，即po=0不变，pp增加1.2V,所以P、Q 两点间电势差为U0=(2.4+1.2)V=3.6V,把2×105C 的正电荷从P点移到Q点电场力做功为WW=q'Uw=2× 10-5×3.6=7.2×10-5(J),因电场力做正功，故电势能 减小。 >"2.电势差 1.BC【解析】解本题的关键是要全面理解电势差 这个概念，从电势差的定义可知A错误；从电势差的 特性可知电势差是标量，有正负之分，B正确；从静 电力做功的特性及电势差的定义可知两点间电势差只 与两点间位置有关，C正确；电势差可以反映出两点 电势的高低，U4=-UH,而电压只是电势差的大小，故 D错误。 2.-4V0V4V【解析】电势差U=p4-Pg,即 电场中两点间的电势差等于这两点电势的差值。 3.CD 4.D【解析】根据电场线和等势面越密集，电场强 度越大，有E>E2=E,但E2和E电场强度方向不同， 故A、B错误；沿着电场线方向，电势逐渐降低，同一 等势面电势相等，故p>P=p,C错误，D正确。 5.A【解析】等量异种电荷的电场线和等势面分布 如图。 第5题答图 6.D【解析】由库仑定律可知，粒子在a、b、c三 点受到的电场力的大小关系为F>F>F,由a=F可知， m a>a,>a,由运动轨迹可知，粒子Q的电性与P相同，受N 高中物理必修第三册（人教版） N第十章 静电场中的能量 1.电势能和电势 基础练)习 知识点1电场力做功的特点 D.若把一负的点电荷从M点沿直线移到 1.如图所示，把电荷量 N点，再从N点沿不同路径移回到M 为-5×109C的电荷， 点，则该电荷克服静电力做的功等于 从电场中的A点移到B 静电力对该电荷所做的功，电势能不变 点，其电势能 第1题图 (填“增加”“减少”或 知识点3电势 “不变”)；若A点的电势P4=15V,B点 3.下列关于电荷的电势能的说法正确的是 的电势φ=10V,则此过程中静电力做的 功为 J。 A.电荷在电场强度大的地方，电势能一 定大 知识点2电势能 B.电荷在电场强度为0的地方，电势能一 2.(多选)如图所示，固定 定为0 在Q点的正点电荷的电 C.只在静电力的作用下，电荷的电势能一 场中有M、N两点，已 Q 定减少 第2题图 知MQ<NQ。下列叙述 D.只在静电力的作用下，电荷的电势能 正确的是() 可能增加，也可能减少 A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到 4.(多选)如图所示，电场中有 N点，则静电力对该电荷做功，电势 A、B两点，则下列说法正确 能减少 的是() B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到 A.电势PA<9B,场强EA>EB 第4题图 N点，则该电荷克服静电力做功，电 B.电势PA>PB,场强EA<EE 势能增加 C.将正电荷从A点移到B点，电场力做 C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到 正功 N点，则静电力对该电荷做功，电势 D.负电荷在A点的电势能大于在B点的 能减少 电势能 18)练 第十章静电场中的能量 5.（多选)一点电荷仅受静电力作用，由A7.如图所示，a、b两点位 点无初速释放，先后经过电场中的B点 于以负点电荷-Q(Q>0) -Q●b 和C点。点电荷在A、B、C三点的电势 为球心的球面上，c点在 能分别用EA、EB、Ec表示，则EA、EB和 球面外，则( 第7题图 Ec间的关系可能是() A.a点场强的大小比b点大 A.EA>ER>Ec B.EA<EK<Ec B.b点场强的大小比c点小 C.EA<E(<EB D.EA>E>E C.a点电势比b点高 6.如图所示画出了匀强电场 D.b点电势比c点低 的几条电场线。M、N是 8.关于静电场，下列结论普遍成立的是 N 该电场中的两点，一个带 () 正电荷的离子（不计重 A.电场中任意两点之间的电势差只与这 第6题图 力)仅在静电力作用下由 两点的场强有关 M点运动到N点，则( B.电场强度大的地方电势高，电场强度 A.该离子在M点的速度不为O 小的地方电势低 B.该离子在M点的速度可能为0 C.在正电荷或负电荷产生的静电场中， C.该离子在M点的电势能小于在N点的 场强方向都指向电势降低最快的方向 电势能 D.将正点电荷从场强为0的一点移动到 D.该离子在M点和N点的电势能哪个大不 场强为0的另一点，电场力做功为0 能确定 提升练)习 9.(多选)如图所示，某区域电场线左右对 C.正电荷在M点的电势能大于在N点的 称分布，M、N为对称线上的两点。下列 电势能 说法正确的是() D.将电子从M点移动到N点，静电力做 正功 10.（多选)两个带等量正电 A 的点电荷，固定在图中 -- P、Q两点，MN为PQ连P 01 Q 线的中垂线，交PQ于O 第9题图 第10题图 点，A为MN上的一点。 A.M点电势一定高于N点电势 一带负电的试探电荷g,从A点由静止释 B.M点场强一定大于N点场强 放，只在静电力作用下运动，取无限远 练 19 高中物理必修第三册（人教版） 处的电势为0，则（ 13.(多选)真空中有两个固定的带正电的点 A.g由A向O的运动是匀加速直线运动 电荷，电荷量不相等。一个带负电的试 B.g由A向O运动的过程电势能逐渐 探电荷置于二者连线上的O点时，仅在 减小 电场力的作用下恰好保持静止状态。过 C.g运动到O点时的动能最大 O点作两正电荷连线的垂线，以O点为 D.g运动到O点时的电势能为0 圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和 11.(多选)将一电荷量为+Q的小球放在不 b、d,如图所示。以下说法正确的是 带电的金属球附近，所形成的电场线分 布如图所示，金属球表面的电势处处相 等。a、b为电场中的两点，则( ⊕ 第13题图 A.a点电势低于O点 第11题图 B.b点电势低于c点 A.a点的电场强度比b点的大 C.该试探电荷在a点的电势能大于在b B.a点的电势比b点的高 点的电势能 C.检验电荷-g在a点的电势能比在b点 D.该试探电荷在c点的电势能小于在d 的大 点的电势能 D.将检验电荷-g从a点移到b点的过14.如图所示，匀强电场中， P 程中，电场力做负功 P、Q、R三点构成一个边 12.如图所示，取一对用绝缘支柱支撑的金 长为4cm的正三角形，Q< 属导体A和B,使它们彼此接触。起初 场强方向由P指向R,且 它们不带电，贴在A、B下面的金属箔 Q点接地。当场强为1.2× 第14题图 是闭合的。现在把带正电荷的球C移近 102V/m时，带电量为2x105C的负电荷 导体A,可以看到 由P点移动到Q点，则电场力对它做功 A、B上的金属箔都 为 J;当场强变为另一值后，P 张开了。下列说法正 点电势比原来高出1.2V,此时再把2× 确的是() 第12题图 10-5C的正电荷从P点移动到Q点，则 A.A内部的场强比B内部的场强大 电场力做功为 J,该电荷的电势 B.A、B内部的场强均为0 能将 (填“增大”“减小”或 C.A左端的电势比B右端的电势低 “不变”)。 D.A左端的电势比B右端的电势高 20)练