对电势能和电势的理解 针对训练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

《对电势能和电势的理解》针对训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（容易）关于静电力做功的特点，下列说法正确的是（　　） A．负电荷在电场中运动，静电力一定做负功 B．正电荷在电场中运动，静电力一定做正功 C．静电力做功与路径有关，与初末位置无关 D．静电力做功与路径无关，仅与初末位置有关 2．（容易）一电荷量为的试探电荷位于电场某点时，其电势能为，若把另一电量为的试探电荷放在该点，它的电势能为（     ） A． B． C． D． 3．（容易）三条等势线如图所示，其中、两点在不同等势线上。已知元电荷。下列说法正确的是（     ） A．电子在点的电势能为 B．电子在点受到的电场力比点大 C．电子从点移动到点，电场力所做的功为 D．电子从点移动到点，电势能减少 4．（容易）如图所示，PQ是电场中的一条电场线，a、b是该电场线上相距的两点，a点的电场强度大小为 。现将一电荷量为的点电荷从a点由静止释放，电荷仅在电场力作用下运动到b点。下列说法正确的是（    ） A．a点的电势低于b点的电势 B．从a点到b点，电荷做匀加速直线运动 C．从a点到b点，电场力对电荷做的功为 D．电荷在a点的电势能一定大于在b点的电势能，但电势能差值的绝对值不一定大于 5．（容易）外力克服电场力对电荷做功时，电荷一定是（　　） A．从电势高处移到电势低处 B．从电势低处移到电势高处 C．从电势能大处移到电势能小处 D．从电势能小处移到电势能大处 6．（容易）一电荷量为的正点电荷位于电场中点，具有的电势能为，则点的电势为。若把该点电荷换为电荷量为的负点电荷，则点的电势为（     ） A． B． C． D． 7．（一般）关于同一试探电荷处于电场中某两点时的情况，下列判断正确的是（　　） A．受到电场力大的点，其对应的电场强度一定大 B．受到电场力大的点，其对应的电势一定高 C．具有电势能大的点，其对应的电势一定高 D．具有电势能大的点，其对应的电场强度一定大 二、多选题 8．（一般）一带正电的粒子只在电场力作用下沿轴运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，如果电场是由固定在轴上两点的点电荷、共同产生的，在轴上有等间距的、、、四点，下列说法正确的是（     ） A．和一定带有同种电荷 B．和处的电场强度相同 C．从到，带电粒子的加速度一直减小 D．从到，带电粒子的速度一直减小 9．（一般）如图所示，图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，可以确定（     ） A．粒子带负电 B．M点的电势大于N点的电势 C．粒子在M点的动能小于在N点的动能 D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 10．（一般）真空中两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF，在它们形成的电场中，有一条电场线如图实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向。电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF>∠NFE。则（   ） A．E带正电，F带负电，且QE>QF B．M点的电势高于N点的电势 C．M点电场强度的方向沿MN连线指向N点 D．一正检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 三、填空题 11．（容易）电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的______与它的______之比。 (2)定义式：φ=______。 (3)单位：国际单位制中，电势的单位是______，符号是V，1V=1J/C。 (4)特点 （i）相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势点的位置有关。 （ii）标矢性：电势是______，只有大小，没有方向。 (5)与电场线关系：沿着电场线方向电势逐渐______。 12．（容易）电势能的几点说明： (1)标量：正负值表示电势能______。 (2)系统性：电荷与______共有的能量。 (3)相对性：通常以离场源电荷______或______为零势能面。 (4)静电力做正功，即，电势能______；静电力做负功，即，电势能______。 四、解答题 13．（一般）如图所示，真空中，电量均为的两个点电荷分别固定在边长为的正三角形顶点、上，现将一带电量为的试探电荷从无穷远处移至顶点处，静电力做的功为，静电力常量为，取无穷远处电势为。求 (1)点的电场强度大小； (2)试探电荷在点的电势能及点的电势。 14．（一般）如图所示，在真空中的O点放一点电荷,直线MN过O点，OM=30cm，M点放一点电荷，（q可视为试探电荷），k=9×109N∙m2/C2，求： (1)q在M点受到的静电力的大小和方向？ (2)若M点电势为10V，则q在M点的电势能是多少？ (3)若M点的电势比N点的电势高15V，则电荷q从M移到N点，它的电势能变化了多少？ 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A B D D A A CD BC BD 1．D 【详解】AB．正、负电荷在电场中运动时，静电力做功的正负取决于电荷运动方向与电场方向的关系，若负电荷沿电场方向运动，静电力做负功；若逆电场方向运动，静电力做正功，因此，静电力不一定总是做负功，若正电荷沿电场方向运动，静电力做正功；若逆电场方向运动，静电力做负功，因此，静电力不一定总是做正功，故AB错误； CD．静电力做功与路径无关，只与初末位置有关，故C错误，故D正确。 故选D。 2．A 【详解】电场中某点的电势由电场本身决定，与放入该点的试探电荷无关。由电势能与电势的关系，对原试探电荷有 由此确定该点的电势。整理得该点电势为 其中指原试探电荷的电荷量。换用电荷量的试探电荷时，该点电势仍为。由电势能关系，对新试探电荷有 该式明确了新电荷对应的电势能。代入及前述电势后，进行新电荷电势能的计算。根据前述电势能关系，得 这给出了新试探电荷的电势能。新试探电荷的电势能为原电势能的负三倍。 故选A。 3．B 【详解】A．由图可知A点的电势为10V，根据 可得电子在点的电势能为，故A错误； B． 等势面越密的位置，电场强度越大，故点的电场强度大于点的电场强度，根据可知电子在点受到的电场力比点大，故B正确； CD．电子从点移动到点，电场力所做的功为 则电势能增加，故CD错误。 故选B。 4．D 【详解】A．PQ是电场中的一条电场线，一个正电荷从a点由静止释放，向b点运动，可知电场线方向由。又沿电场线电势降低，所以a点的电势高于b点的电势，故A错误； B．只有一条电场线，无法判断是不是匀强电场。如果电场不是匀强电场，从a点到b点运动过程中，电荷所受电场力大小变化，根据牛顿第二定律得，电荷的加速度变化，电荷运动不是匀加速直线运动，故B错误； C．如果电场为匀强电场，从a点到b点，电场力对电荷做的功为 但本题不一定是匀强电场，电场力做功不一定等于，故C错误； D．电势能 由于， 所以 如果电场为匀强电场，从a点到b点，电场力对电荷做的功为 如果从a点到b点，电场强度逐渐减小，则电场力对电荷做的功小于，电势能差值的绝对值小于；如果从a点到b点，电场强度逐渐增大，则电场力对电荷做的功大于，电势能差值的绝对值大于，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．电势能与电势的关系为，正电荷电势能增大时由低电势移向高电势，负电荷电势能增大时由高电势移向低电势，因此不能确定电荷一定从电势高处移到电势低处，故A错误； B．电荷的正负未知，不能确定电荷一定从电势低处移到电势高处，故B错误； C．外力克服电场力做功，说明电场力做负功，根据电场力做功与电势能变化的关系有 由于，解得 电荷的电势能增大，故C错误； D．由可知，电荷一定从电势能小处移到电势能大处，故D正确。 故选D。 6．A 【详解】电势是采用比值法定义的物理量，反映电场本身的固有性质，仅由电场本身决定，与试探电荷的电荷量大小、电性均无关。因此将试探电荷更换为电荷量为2q的负点电荷后，A点的电势仍为。 故选A。 7．A 【详解】A．据可知，同一电荷受到电场力大的点，对应的电场强度也一定大，故A正确； B．电场强度的大小与电势的高低无必然的联系，故B错误； C．负电荷在低电势处的电势能大，故C错误； D．电势能大小由电势和试探电荷共同决定，与电场强度无必然的联系，故D错误。 故选A。 8．CD 【详解】A．由图像知a处的电势等于零，所以Q1和Q2带有异种电荷，故A错误； B．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，电荷在b和d处所受电场力不同，根据可知电荷在b和d处的电场强度不相同，故B错误； C．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小。所以从a到c粒子受到的电场力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知其加速度也逐渐减小，故C正确； D．只在电场力作用下粒子的动能与电势能之和不变，从a到c电势能一直增大，可知从a到c粒子的动能一直减小，其速度一直减小，故D正确。 故选CD。 9．BC 【详解】A．由粒子运动轨迹的弯曲方向可知，电场力指向轨迹凹侧；该方向与粒子所在处的电场方向相同，所以粒子带正电，故A错误； B．沿电场线方向电势逐渐降低，所以点的电势高于点的电势，故B正确； CD．根据粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力大致向下，可知从到点电场力做正功，则动能增加，电势能减小，即点的动能小于点的动能，点的电势能大于点的电势能，故C正确，D错误。 故选BC。 10．BD 【详解】A．根据电场线的指向知E带正电，F带负电；N点的场强是由E、F两电荷在N点产生场强的叠加，电荷E在N点电场方向沿EN向上，电荷F在N点产生的场强沿NF向下，合场强水平向右，且∠NEF＞∠NFE，可知F电荷在N点产生的场强大于E电荷在N点产生的场强，而NF＞NE，所以由点电荷场强公式 知 QE＜QF 故A错误； BD．由A中分析知，EMN上电场线由E经M指向N，沿电场线方向电势逐渐降低，M点的电势高于N点的电势，根据电势能决定式知正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，故BD正确； C．E在M点产生的电场强度沿二者连线指向M，F在M点产生的电场强度沿FM连线指向F，由于没有M到E、F的距离以及EF的电荷量数值，所以无法确定M点的电场强度方向，故C错误。 故选BD。 11．(1) 电势能 电荷量 (2) (3)伏特 (4)标量 (5)降低 【详解】（1）[1][2]电势的定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。 （2）定义式为 （3）国际单位制中，电势的单位是伏特，符号为V。 （4）电势是标量，只有大小，没有方向。 （5）沿着电场线方向电势逐渐降低。 12．(1)高低 (2)电场 (3) 无穷远处 大地 (4) 减少 增加 【详解】（1）标量：正负值表示电势能高低。 （2）系统性：电荷与电场共有的能量。 （3）[1][2]相对性：通常以离场源电荷无穷远处或大地为零势能面。 （4）[1][2]静电力做正功，即，电势能减少；静电力做负功，即，电势能增加。 13．(1) (2)； 【详解】解：（1）根据真空中点电荷场强公式可得， A、B两点在C点产生的场强均为 电场方向所成夹角 则C点的电场强度 （2）当试探电荷从无穷远处移至顶点C处时，由功能关系知，电场力做正功电势能减小，即      可得 由公式得 所以试探电荷在C点的电势能   电势 14．(1)；方向M→O (2) (3)增加 【详解】（1）根据库仑定律可得q在M点受到的静电力 方向M→O。 （2）q在M点的电势能 （3）电荷q从M移到N点，电场力做负功，因电场力做功等于电势能变化量，故电场力做的功为 则电势能增加了 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $