10.1 电势能和电势 同步作业-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理“电势能和电势”同步练，以考点分层设计，覆盖静电力做功、电势能、电势核心知识，通过选择到计算的题型递进，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|静电力做功特点|单选直接考查做功与路径无关（如1、2题）| |综合理解|电势能与电势关系|多选结合电场线分析电势高低（如10、11题）| |应用提升|功能关系综合|计算题整合静电力与机械能（如13题）|

第1节　电势能和电势 同步作业 一、选择题: 考点一 静电力做功的特点 1.如图所示，O、O′两点放置两个等量正电荷，在OO′直线上有A、B、C三个点，且OA＝O′B＝O′C，一点电荷q(q>0)沿路径Ⅰ从B运动到C静电力所做的功为W1，沿路径Ⅱ从B运动到C静电力所做的功为W2，同一点电荷在从A沿直线运动到C静电力所做的功为W3，则下列说法正确的是( ) A．W1>W2＝W3　　　　　 B．W1>W2>W3 C．W2>W1＝W3 D．W1＝W2＝W3 2．如图所示，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，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，静电力做功为W3，则( ) A．W1>W2>W3 B．W1<W2<W3 C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2>W3 3．(多选)如图所示，以坐标原点O为圆心，半径为r的圆与坐标轴交于a、b、c、d。在O点固定一个正点电荷Q，另外还有一方向与x轴正方向相同、电场强度大小为E的匀强电场。现把一电荷量为＋q的点电荷N在圆上移动，则( ) A．从a移到c，静电力对点电荷N做功为2qEr B．从a移到c，静电力对点电荷N不做功 C．从d移到b，静电力对点电荷N做功为2qEr D．从d移到b，静电力对点电荷N不做功 考点二 电势能 4．a和b为电场中的两个点，如果把q＝－2×10－8 C的负电荷从a点移动到b点，静电力对该电荷做了4×10－7 J的正功，则该电荷的电势能( ) A．增加了4×10－7 J B．增加了2×10－8 J C．减少了4×10－7 J D．减少了8×10－15 J 5．如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零，现将另一正点电荷q由a点沿连线移动到c点，在移动的过程中，点电荷q的电势能变化是( ) A．不断减少 B．不断增加 C．先增加后减少 D．先减少后增加 6．如图所示的匀强电场中，电场强度E＝60 N/C，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q＝4×10－8 C的正电荷只在静电力作用下运动，下列说法中正确的是( ) A．该电荷从A移到B，静电力做功1.2×10－7 J B．电荷在B处具有1.2×10－7 J的动能 C．电荷在B处具有1.2×10－7 J的电势能 D．从A移到C，电荷的电势能减少1.44×10－7 J 考点三 电势 7．将一正电荷从无限远处移到电场中M点，电势能减少了8.0×10－9 J；将另一负电荷(正、负电荷所带电荷量的绝对值相等)从无限远处移到电场中的N点，电势能增加了9.8×10－9 J。若以无限远处为零电势点，M、N两点的电势分别为φM、φN，则下列判断正确的是( C ) A．φM<φN<0　　　　　 B．φN>φM>0 C．φN<φM<0 D．φM>φN>0 8.如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，若从A点释放一初速度为零的电子，电子仅在静电力作用下向B点运动，其v­t图像如图乙所示，则下列说法正确的是( ) A．A、B两点电势φA<φB B．A、B两点电场强度EA<EB C．电场强度方向由A指向B D．电子在A、B两点的电势能EpA<EpB 9．(多选)关于电势，下列说法正确的是( ) A．电势与试探电荷的电荷量成反比，与试探电荷受的静电力成正比 B．电势是相对的，试探电荷在电势为零的点具有的电势能也为零 C．电势的国际单位制单位是伏(V) D．电势是标量，其数值的正负号表示电势的高低 10．(多选)如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是( ) A．电势φA>φB，电场强度EA>EB B．电势φA>φB，电场强度EA<EB C．将正电荷从A点移到B点静电力做了正功 D．将负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EpA>EpB 11．(多选)如图为某一电场的电场线，M、N、P为电场线上的三个点，M、N是同一电场线上的两点。下列判断正确的是( ) A．M、N、P三点中N点的电势最高 B．M、N、P三点中M点的电势最高 C．同一正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D．同一负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 二．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 12．如果把电荷量为q＝1.0×10－8 C的点电荷N从无穷远处移至电场中的A点，需要克服静电力做功1.2×10－4 J，取无穷远处电势为零，试求： (1)N在A点的电势能和A点的电势； (2)N移入电场前A点的电势。 13.如图所示，在电场强度大小E＝1×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L＝1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量m＝0.2 kg、电荷量q＝5×10－6 C、带正电的小球。细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。现将杆由水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中。(g取10 N/kg) (1)静电力对小球做功W电为多少？小球电势能如何变化？ (2)小球在最低点的动能EkB为多少？ 参考答案: 1.答案:D解析　静电力做功与路径无关，所以W1等于W2，由等量同种电荷的电场分布规律可知，A、B是对称点，A、B两点电势相等，点电荷从A到B静电力做功为零，故从A到C静电力所做的功等于从B到C静电力所做的功，所以W1和W3相等，故D正确。 2.答案:C解析　假设A、B两点相距l，直线AB与电场线的夹角为θ(θ<90°)，根据静电力做功的特点可知，静电力做的功均为qElcosθ，故沿三种路径移动该电荷，静电力做功相等，C项正确，A、B、D三项错误。 3.答案:BC解析　从a移到c，点电荷Q产生的电场对点电荷N不做功，在匀强电场中，a、c两处电势相等，静电力对点电荷N也不做功，故A错误，B正确；从d移到b，点电荷Q产生的电场对点电荷N不做功，匀强电场对点电荷N做功W＝qE·2r＝2qEr，所以静电力对点电荷N做的功为2qEr，故C正确，D错误。 4.答案:C解析　静电力做正功，电势能减少，且W＝－ΔE，故C项正确。 5.答案:C解析　根据电场强度是矢量，b是合场强为零的点，由叠加原理可知，a、b之间的合场强方向向左，b、c之间的合场强方向向右，故将正点电荷q由a点移动到c点，静电力先做负功再做正功，q的电势能先增加后减少，故C项正确。 6.答案:A解析　选项A中WAB＝qELAB＝4×10－8×60×5×10－2 J＝1.2×10－7 J，A正确；电荷只在静电力作用下运动，根据动能定理知，动能增加了1.2×10－7 J，B错误；选项C中静电力做了1.2×10－7 J的正功，根据功能关系得知，电荷的电势能减少1.2×10－7 J，C错误；选项D中WAC＝qE(LAB＋LBCcos60°)＝4×10－8×60×(5×10－2＋12×10－2×0.5)J＝2.64×10－7 J，电势能减少2.64×10－7 J，D错误。 7.答案:C解析　因无限远处的电势为零，故正电荷在M点的电势能为－8.0×10－9 J，负电荷在N点的电势能为9.8×10－9 J。由φ＝可知，M、N两点的电势φM<0，φN<0，且|φN|>|φM|，故φN<φM<0，选项C正确。 8.答案:A解析　电子仅在静电力作用下沿电场线从A点运动到B点，速度增大，则电子所受的静电力方向从A指向B，所以电场线的方向从B指向A，由于沿电场线的方向电势降低，所以φA<φB，A项正确，C项错误；从v ­t图像得知电子做加速运动，加速度逐渐变小，故静电力不断变小，电子在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力，所以EA>EB，B项错误；电子仅在静电力作用下沿电场线从A点运动到B点，静电力做正功，电势能减小，所以电子在A点的电势能大于在B点的电势能，D项错误。 9.答案:BCD解析　电势φ＝是比值定义式，它的大小由电场本身决定，与试探电荷无关，与零电势的选取有关，A错误；电势是相对的，通常选无限远或大地表面为零电势点，由Ep＝φq知，试探电荷在电势为零的点具有的电势能也为零，B正确；电势的国际单位制单位是伏(V)，C正确；电势是标量，其值为正表示比零电势高，其值为负表示比零电势低，D正确。 10.答案:BC解析　由电场线越密电场强度越大知，EA<EB，由沿电场线方向电势降低知，φA>φB，A错误，B正确；正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故将正电荷从A点移动到B点静电力做正功，C正确；由负电荷在电势低处电势能大知，EpA<EpB，D错误。 11.答案:BC解析　沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以M点的电势最高，故A错误，B正确；根据Ep＝qφ，且φM>φN，可知正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能，故C正确，D错误。 12.答案　(1)1.2×10－4 J　1.2×104 V　(2)1.2×104 V 解析　(1)电荷N从无穷远处移至电场中的A点，克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，其电势能增加1.2×10－4 J，设B点是无限远处的点，无限远处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为零，即EpB＝0。电荷N在A点的电势能EpA＝WAB＝1.2×10－4 J，A点的电势φA＝＝ V ＝1.2×104 V。 (2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷无关，所以在N移入电场前，A点电势仍为1.2×104 V。 13.答案　(1)5×10－2 J　电势能减小　(2)2.05 J 解析　(1)静电力做功仅与小球的初、末位置有关， 故W电＝qEL＝5×10－6×1×104×1 J＝5×10－2 J。 静电力做正功，小球电势能减少。 (2)由动能定理得mgL＋W电＝EkB－0， 所以EkB＝0.2×10×1 J＋5×10－2 J＝2.05 J。 学科网（北京）股份有限公司 $