10.1 电势能和电势 同步练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第三册

10.1电势能和电势同步练习 2025-2026学年高一下学期人教版必修三 一、单选题 1．如图所示，有一带电的微粒，仅在电场力的作用下沿曲线从M点运动到N点，则微粒（   ） A．带正电，电势能减少 B．带负电，电势能减少 C．带正电，电势能增加 D．带负电，电势能增加 2．在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功为W3，则（　　） A．W1>W2>W3 B．W1＜W2＜W3 C．W1=W2=W3 D．W1=W2>W3 3．如图所示，在圆心O为正点电荷Q的电场中有1、2、3三个点，以下说法正确的是（　　） A．1、2两点的电场强度方向相同 B．2、3两点的电势相同 C．将正的试探电荷分别从“1”移动到“2”和“3”，静电力做功相同 D．将负的试探电荷从“2”移动到“3”，电势能增加 4．库仑定律和万有引力定律的表达式具有很高的相似性，都与距离的平方成反比。如图，一个带负电的点电荷Q固定在O点，另一个电荷量为的试探电荷先后绕O点沿圆形轨道1和椭圆轨道2运动。轨道1和轨道2共面且相切于A点，AB为轨道2的长轴，A、B到O点的距离之比为，不计重力，下列说法正确的是（　　） A．试探电荷在A、B两点受到的库仑力大小之比为 B．试探电荷在A点的电势能大于B点的电势能 C．试探电荷在轨道1、2的运动周期之比为 D．试探电荷在轨道2上A、B两点的速度大小之比为 5．电荷量分别为、的两个点电荷，分别固定在和处，在它们形成的电场中，在x轴正半轴上各点的电势如图中曲线所示，处电势为零，处电势最大。根据提供的信息，下列判断正确的是（    ） A．两个点电荷可能带同种电荷 B．电荷量一定满足关系式 C．一电子从处由静止释放，电势能一定先减小后增大 D．一电子从处由静止释放，一定在之间做往复运动 6．如图甲是某电场中的一条电场线，是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图像如图乙，比较A、B两点电势的高低和电场强度大小可知（　　） A．电场线由A指向B B． C． D．与无法比较 7．某静电除尘装置由带正电的金属圆筒和带负电的线状电极组成，其横截面上的电场线分布如图所示，、、、为同一等势线（图中虚线）上的四点，、、在圆筒的直径上，则（    ） A．、两点的电场强度相同 B．金属圆筒上、两点的电势相同 C．带负电的粉尘从点运动到点，电势能增大 D．带负电的粉尘从点运动到点，所受电场力增大 二、多选题 8．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静电力作用下先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为φa=-3V，φb=7V，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 9．已知在无限大接地薄金属板附近放有一点电荷时，可以用虚拟的镜像电荷（以薄金属板为对称轴的等量异种电荷）代替薄金属板上感应电荷对电场的影响。如图所示为点电荷和无限大的接地薄金属板附近的电场线分布。以点电荷为圆心的圆上有、、、四个点，其中、两点连线为圆的一条直径，且垂直于金属板，、两点连线与金属板平行。一负试探电荷在、、、四个点受到的电场力大小分别为、、、，对应的电势能分别为、、、，下列说法正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 10．、两不等量异种电荷的电场分布如图所示，、为某根电场线上的两点，为两点电荷连线延长线上的两点。则（　　） A．为负电荷 B．点的电场强度大于点 C．负电荷沿着电场线从到的过程中电势能增加 D．负电荷沿着虚线从到的过程中电势能一定减小 三、填空题 11．如图所示，一对点电荷Q1、Q2的电荷量均为+Q，在其连线上有A、B两点，B为连线的中点，BC为它们连线的中垂线。已知两个正点电荷的距离为2r，，，静电力常量为k，则： (1)将试探电荷+q置于B点时，电荷Q1对其的库仑力大小为___________，B点的电场强度大小为___________； (2)在A、B、C三点中，电势最高的点是___________（填“A”、“B”或“C”）。 12．场致发射显微镜能够用来分析样品的原子排列。其核心结构如图，金属针与荧光膜之间加上高电压，针尖电势比荧光膜高，形成辐射状电场。电场中、两点的场强大小______（选填“>”“ <”或“=”）。在泡内充以少量氦气，氦原子碰到针尖时会形成电荷量为的氦离子，然后向荧光膜运动。氦离子从针尖到荧光膜的过程中，电势能______（选填“增加”或“减少”）______eV。 四、解答题 13．如图所示，在电场强度的水平匀强电场中，有一根长的细线，一端固定在点，另一端系一个质量、电荷量的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球处于A点，小球从静止开始释放，g取10m/s2。求： （1）小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？ （2）若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？ （3）小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？ 14．在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x=0.20m，已知AB连线与电场线夹角为θ=60°，今把一电荷量的试探电荷放入该匀强电场中，其受到的静电力的大小为，方向水平向左。求： (1)电场强度E的大小和方向； (2)若把该试探电荷从A点移到B点，电势能变化了多少？ (3)若A点为零电势点，B点电势为多少？ 15．如图所示，与水平方向成角的固定光滑滑杆，滑杆正下方某位置固定带正电小球，小球与滑杆上点水平距离为，小球与点等高，滑杆上点与小球连线跟水平方向夹角为，点为中点，带正电小球套在滑杆上，由点无初速度释放，释放瞬间小球的加速度大小为，方向沿杆向下，小球质量为，电量为，小球在点的电势为，已知若无穷远处电势为零，则点电荷电势公式为（为点电荷电量，为距离点电荷的距离），重力加速度为，求： (1)小球在点与点的电势差； (2)小球电势能最大时的动能； (3)小球到达点时的速度大小。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C D C C B B BD BD BC 11．(1) 0 (2)A 12． > 减少 13．（1）重力势能减少，电势能增加；（2），；（3）， 【详解】（1）小球从A→B重力做正功，重力势能减少 小球从A→B电场力做负功，电势能增加 （2）若取，则 则 ； （3）小球从A→B由动能定理知 代入数据得 在B点由牛顿第二定律知 代入数据得 。 14．(1)2×104N/C，方向向右 (2)4.0×10-5J (3)-2000V 【详解】（1）根据电场强度的定义式可得 方向与负电荷所受电场力的方向相反，即电场强度的方向向右； （2）若把该试探电荷从A点移到B点，电场力做功为 根据功能关系可得 可知把该试探电荷从A点移到B点，电势能增加了。 （3）根据 所以 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）由几何关系可知，点、点距离小球距离分别为，   根据点电荷电势公式为   则点电势   小球在点与点的电势差 （2）小球在点电势能最大，由能量守恒有   解得 （3）由于点与点电势相同，小球到达点速度为，由动能定理有   解得 学科网（北京）股份有限公司 $