10.1 电势能和电势 专项训练 2026-2027学年高二物理人教版（2019） 必修第三册

**基本信息** 以电势能和电势概念为核心，通过概念辨析、电场线应用、实际情境分析及综合计算，系统提炼电场力做功与电势能变化关系、电势判断等方法，构建从概念到应用的知识逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|1题|电场力做功与电势能变化关系、电势定义|夯实电势能、电势核心概念，明确电势与试探电荷无关| |电场线应用|3题（2/5/10）|电场线疏密判断场强、方向判断电势高低|建立场强与电势的关联，通过等势点分析电势分布| |实际情境分析|5题（3/4/6/8/9）|Ep=qφ分析电势能、电场力做功判断能量变化|结合生物、科技情境，体现能量观念与科学态度| |综合计算|1题（11）|W=q(φA-φB)计算电势差|整合电场力做功、电势差规律，提升科学推理能力|

课时1　电势能和电势 1. 下列关于电势和电势能的说法中正确的是(　　) A. 克服电场力做功时，电荷的电势能减少 B. 电荷在电场中某点的电势能与其电荷量的比值，叫这一点的电势，电势高低与该电荷的电势能和电荷量有关 C. 沿着电场线的方向，电势逐渐降低 D. 电场中电势为正值的地方，电荷的电势能必为正值 2. 如图所示为某一电场中的一束电场线.现将一带负电的点电荷从A点移动到B点，需要克服电场力做功，则C、D两点的电场强度的大小以及电势高低(　　) A. φC>φD，EC>ED B. φC>φD，EC<ED C. φC<φD，EC>ED D. φC<φD，EC<ED 3. 蜜蜂飞行过程中身上会积累少量正电荷，当蜜蜂接近带负电的花蕊时，它们之间的电场线如图中实线所示，图中虚线为某一带电花粉颗粒的部分运动轨迹.不计重力和空气阻力，则(　　) A. 蜜蜂身体周围的电场可能是匀强电场 B. 花粉颗粒被吸附过程做匀速运动 C. 花粉颗粒在a点动能小于在b点的动能 D. 花粉颗粒在a点电势能小于在b点的电势能 4. 某同学把两块金属片固定在塑料瓶中制作了一个简易静电除尘器，如图所示.搅动起电机，左侧金属片带正电，右侧带负电，强电场电离空气，使悬浮在空气中的烟雾颗粒带上静电.带电颗粒在静电力作用下运动的过程中.下列说法中正确的是(　　) A. 带正电的烟雾颗粒电势能增大 B. 带负电的烟雾颗粒电势能减小 C. 电场力对带正电的烟雾颗粒做负功 D. 电场力对带负电的烟雾颗粒做负功 5. 反天刀鱼生活在尼罗河，其身体分布着带电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，电场线分布如图所示，A、B均为电场中的点.下列说法中正确的是(　　) A. A点的电势小于B点的电势 B. A点的场强小于B点的场强 C. 正电荷从A点移动到B点，电场力做正功 D. 负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 6. 如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置.铝板和钢针分别与手摇起电机的正极、负极相连，转动手摇起电机，在铝板与钢针间会产生强电场，从而使空气分子电离为电子和正离子，蚊香放出的烟雾尘埃吸收电子后会被铝板吸附，从而达到静电除尘目的.钢针与铝板间形成的电场如图所示，假设烟尘颗粒在运动过程中带电荷量不变，关于烟尘颗粒被吸附过程，下列说法中正确的是(　　) A. 电势能逐渐增大 B. 运动轨迹与电场线重合 C. 离铝板越近，速度越小 D. 离铝板越近，加速度越小 7. (多选)如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中(　　) A. 小物块所受电场力逐渐变大 B. 小物块具有的电势能逐渐减小 C. M点的电势一定高于N点的电势 D. 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力所做的功 8. (多选)在农业生产中，常采用静电喷洒技术提高农药的喷洒效率和附着率.喷洒农药的无人机上安装有静电喷嘴，静电喷嘴内装有一根带电的针，使得农药水珠离开喷嘴时会带有大量电荷(如图).由于与大地相连的农作物叶子带负电，喷洒出的农药水珠在静电力的作用下被吸附在叶子上，不会被风吹走.在农药水珠被农作物叶子吸附的过程中(　　) A. 喷洒出的农药水珠带负电荷 B. 电场力对喷洒出的农药水珠做正功 C. 喷洒出的农药水珠的电势能增加 D. 离农作物叶片越近，电势越低 9. (多选)如图甲所示，出于环保的目的，某工业废气在向大气排放前会通过如图乙所示静电除尘装置，其中A是金属管，B是金属管正中央的金属丝，C和D分别为废气的进口和出口，E和F分别接高压电源的两极.空气分子被强电场电离后，产生的电子附着在煤尘颗粒上，煤尘在静电力的作用下，聚集到金属管壁上，然后在重力作用下下落到金属管底部.下列说法中正确的是(　　) 甲 乙 A. E接高压电源的正极 B. 离金属丝越近，电离作用越强 C. 在向管壁运动的过程中煤尘做变加速运动 D. 在向管壁运动的过程中煤尘的电势能增大 10. (多选)如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的正点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的顶点，则下列说法中正确的是(　　) A. a、b、c三点的电势相等 B. a、b、c三点的电场强度相同 C. a、b两点连线上的电势先升高，后降低 D. 带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能始终不变 11. 如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把带电荷量为－1×10－8 C的电荷从A点移到B点，静电力做功6×10－8 J.已知B处电势为1 V，求： (1) 场强方向. (2) A点的电势. (3) 电子在A点的电势能.(电子电荷量为e) 课时1　电势能和电势 1. C　解析：克服电场力做功时，电场力做负功，电荷的电势能增加，A错误；电势高低由电场本身决定的，与该电荷的电势能和电荷量无关，B错误；沿着电场线的方向，电势逐渐降低，C正确；电场中电势为正值的地方，正电荷的电势能必为正值，负电荷的电势能为负值，D错误. 2. A　解析：由题可知带负电的点电荷从A点移至B点需克服电场力做功，电势能增大，根据Ep＝qφ，可知负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，可得A点的电势比B点高，所以电场线方向向左；而顺着电场线电势降低，故C点的电势比D点的电势高，即φC>φD；从电场线分布看出，C处电场线较密，电场线的疏密程度表示场强大小，则电场强度EC>ED，A正确. 3. C　解析：根据图中电场线分布可知，蜜蜂身体周围的电场不是匀强电场，故A错误；花粉颗粒被吸附过程，受到变化的电场力作用，做加速度变化的变速运动，故B错误；根据曲线运动合力方向位于轨迹凹侧，可知花粉颗粒受到的电场力偏右，与场强方向相反，则花粉颗粒带负电，根据沿电场方向电势降低，可知a点电势低于b点电势，由Ep＝qφ可知，花粉颗粒在a点电势能大于在b点的电势能；由于只受电场力作用，电势能和动能之和保持不变，则花粉颗粒在a点动能小于在b点的动能，故C正确，D错误. 4. B　解析：带正电的烟雾颗粒在电场力的作用下，向负极移动时，电场力做正功，电势能减小，A错误；带负电的烟雾颗粒在电场力的作用下，向正极移动时，电场力做正功，电势能减小，B正确；不管烟雾颗粒带正电还是负电，电场力都是做正功，C、D错误. 5. A　解析：根据沿电场线方向电势降低，可知A点的电势小于B点的电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场强度大小，A处的电场线比B处密集，因此A点电场强度大于B点电场强度，B错误；正电荷在电势高的地方电势能大，所以正电荷从A向B运动，电势能变大，电场力做负功，C错误；负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，D错误. 6. D　解析：烟尘颗粒被吸附的过程中，电场力做正功，电势能减小，A错误；烟尘颗粒受力大小和方向时刻改变，速度方向也不断变化，二者不在同一直线上，运动轨迹和电场线不可能重合，B错误；烟尘颗粒靠近铝板，电场力做正功，动能增大，速度增大，C错误；由图可知，越靠近铝板，电场线越稀疏，电场强度越小，根据牛顿第二定律a＝可知，烟尘颗粒的加速度变小，D正确. 7. BD　解析：由于物块离电荷越来越远，根据库仑定律F＝k 可知小物块所受电场力越来越小，A错误；由于小物块由静止开始运动，因此一定受到静电斥力作用，此力对物块做正功，电势能减小，B正确；由题只能判断物块和点电荷Q带同种电荷，而不能确定点电荷Q的电性，故不能判断M点和N点电势的高低，C错误；由于小物块初、末动能都为0，因此动能没有变化，根据动能定理可知电场力所做正功和克服摩擦力所做的功相等，D正确. 8. BD　解析：植物叶片带负电，喷洒出的农药水珠带正电才能被吸附到植物叶片上，故A错误；农药水珠带正电，电场力对其做正功，电势能减少，故C错误，B正确；植物叶片带负电，越靠近植物叶片，电势越低，故D正确. 9. BC　解析：由题可知，带负电的煤颗粒向金属管壁上聚集，则金属管壁带正电，故F接高压电源的正极，A错误；金属管 A 中的电场强度方向由金属管壁指向金属丝，可知越靠近金属丝，电场强度越大，对空气的电离作用越强，B正确；由于电场强度大小由金属丝到金属管壁逐渐减小，可知煤颗粒所受的合力不断变化，煤颗粒做变加速运动，C正确；在向管壁运动的过程中煤尘所受的电场力做正功，则其电势能减小，D错误. 10. AC　解析：由题可知，a、b、c三点到场源电荷Q的距离相等，故a、b、c三点的电势相等，A正确；a、b、c三点的电场强度大小相等，方向不同，B错误；a、b两点连线上的点离场源电荷先近，后远，故电势先升高，后降低，C正确；带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能先减小，后增大，D错误. 11. (1) 由C点指向A点　(2) －5 V　(3) 5 eV 解析：(1) 将负电荷从A点移至B点，静电力做正功，所以负电荷所受静电力的方向由A点指向C点，又场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向由C点指向A点. (2) 由静电力做功与电势能变化的关系可知 WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB) 则φA＝＋φB＝ V＝－5 V (3) 电子在A点的电势能E'pA＝(－e)×(－5 V)＝5 eV 学科网（北京）股份有限公司 $