10.1电势能与电势基础巩固（word版含答案）

10.1电势能与电势基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，两个等量异种点电荷在真空中相隔一定距离，代表两点电荷连线的中垂线，在两点电荷所在的某一平面上取图示1、2、3三点，则这三点的电势大小关系是（ ）
A． B． C． D．
2．真空中四个等量点电荷位于正方形四角上，其电性如图所示。a、b、c、d分别为该正方形四边的中点，O为对角线的交点。取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是（　　）
A．O点的电场强度为零，电势不为零 B．a、 c两点的电势相等、电场强度相同
C．b、d两点的电势相等、电场强度不同 D．b、c两点的电势不相等、电场强度相同
3．真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强E随x变化的关系如图所示，以下判断中正确的是( )
A．点电荷M的电荷量小于点电荷N的电荷量．
B．点电荷M、N一定为同种电荷
C．x=2a处的电势一定为零
D．将一检验电荷+q从x=1.5a处沿x轴移到x=2.5a处的过程中，电势能一直减小
4．空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P为正电荷。P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，a、b、c、d为电场中的4个点。下列说法正确的是（　　）
A．P、Q两点处的电荷带同种电荷
B．a点电场强度大于b点电场强度
C．a点电势高于b点电势
D．在c点由静止释放一个带电粒子，不计重力，粒子将沿等势面cd运动
5．如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点是轨迹的最右点，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是
A．粒子在电场中的加速度先增大后减小 B．粒子所受电场力的方向沿轨道方向
C．粒子在M点的速率最大 D．粒子在电场中的电势能先增大后减小
6．如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。图中a、b两点的电势相等、且电场强度相同的是（　　）
A．甲图：与点电荷等距的a、b两点
B．乙图：两平行板间电场中的a、b两点
C．丙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D．丁图：点电荷与带电平板形成的电场，平板上表面与点电荷距离不相等的a、b两点
7．如图为某静电场的电场线，、、是同一条电场线上的三个点，这三个点的电势分别为、、下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．在电场中，一个点电荷只受电场力作用下从点运动到，电场力做负功，则（　　）
A．电荷的电势能一定增加
B．电荷的电势能一定减少
C．点一定比点电势高
D．点一定比点电势低
9．在静电场中，把电荷量为的正试探电荷从A点移到B点，克服静电力做功，以下说法中正确的是（　　）
A．B点的电势是15V
B．电荷的动能增加了
C．电荷的电势能增加了
D．电荷在B点具有的电势能是
10．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，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定
A．该粒子一定带负电
B．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
C．带电粒子经过M点的速度大于经过N点的速度
D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
11．某静电场的电场线分布如图所示，、为该电场中的两点，下列说法正确的是
A．点场强小于点场强
B．点电势低于点电势
C．将电子从点移动到点，电场力做正功
D．将电子从点移动到点，其电势能增大
12．在静电场中的某点由静止释放一个带正电的粒子，粒子仅在电场力作用下沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示．下列判断正确的是（ ）
A．电场中各点的电场强度均相同
B．电场中各点的电势均相等
C．带电粒子所受电场力逐渐减小
D．带电粒子具有的电势能逐渐减小
13．带电量分别为和的正负点电荷，其电场线分布如图中实线所示，在两点电荷的连线上有A、B、C、D四点，且，下列说法中正确的是（　　）
A．点电荷位于B点
B．A点的电场强度为零
C．A点的电势比D点的电势高
D．把一个负试探电荷从BC中点移至无穷远处，其电势能减小
14．某电场的电线颁布如图所示，电场中有A、B两点，则以下判断正确的是（　　）
A．A点的场强大于B点的场强，B点的电势高于A点的电势
B．若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷
C．一个负电荷处于A点的电势能小于它处于B点的电势能
D．若将一个正电荷由A点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动
15．如图，在点电荷产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．下列说法正确的是（ ）
A．电子一定从A向B运动
B．A点电势高于B点电势
C．电子在A点的电势能大于它在B点的电势能
D．电子在A点的加速度大于它在B点的加速度
二、填空题（共4题）
16．负电荷沿着电场线方向移动，其电势能逐渐______，在光滑的水平面上将两个同种电荷静止释放，两电荷的电势能将逐渐______ ，在光滑的水平面上将两个异种电荷静止释放，两电荷的电势能将逐渐______。（请填增大或减小）
17．将一个电荷量为的电荷从无穷远处移动到如图所示的电场中的A点时，电荷的电势能为，问此过程中电场力做功_____J；如果再把此电荷从A移动到B，电场力做功为，则它在B点的电势能是_____J。
18．静电力做功的特点
（1）静电力做功∶在匀强电场中，静电力做功。其中θ为_____________之间的夹角。
（2）静电力做功的特点∶在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置_____（选填“有关”或“无关”），与电荷经过的路径________（选填“有关”或“无关”）。
19．在用DIS描绘电场的等势线实验中
（1）如图甲所示，在一块平整的木板上，依次铺放白纸、________和导电纸，导电纸有导电物质的一面________（选填“向上”或“向下”），用图钉将它们固定好．
（2）在导电纸上放两个与它接触良好的圆柱形电极，电极A与电源的____极相连作为“正电荷”，电极B与电源的另一极相连作为“负电荷”．
（3）本实验中用________传感器来探测等势点，用描迹法把等势点连接成等势线．
（4）在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e共5个基准点，探测出它们的等势点如图乙所示，若传感器的两个探针分别接触c点和d点时的示数为U1；分别接触d点和e点时的示数为U2，则|U1|________|U2|（选填“>”、“<”或“=”）．
三、综合题（共4题）
20．在真空中的O点放一点电荷Q=1.0×10-9C，直线MN过O点，OM=30cm，如图所示。求：
(1)M点的电场强度大小；
(2)若M点的电势比N点的电势高15V，若将点电荷q=-2×10-10C从M点移到N点，点电荷q电势能变化了多少？（k=9.0×109N m2/C2）
21．静电场可以用电场线和等势面来形象描述，已知静电力常量为k。真空中有一电荷量为Q的正点电荷，其周围电场的电场线和等势面分布如图所示。等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2，其电势分别为φ1和φ2，利用电场力做功与电势能改变量间的关系及电势的定义，证明：φ1>φ2。
22．如图所示，电荷量均为+q、质量分别为m、2m的小球A、B，中间用绝缘轻绳连接，忽略两电荷间的库仑力，两球在竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升，某时刻轻绳断开。求：
（1）电场强度的大小；
（2）轻绳断开后A、B两球的加速度大小；
（3）自轻绳断开至B球速度为零的过程中，A、B两球组成系统的电势能变化量。
23．电场看不见、摸不着，但可以用电场线直观、形象地来描述。如图为两个等量点电荷P、Q的电场线分布图。
(1)请判断P、Q电荷的电性；
(2)请判断A、B两点的电场强弱，并说明理由；
(3)某带电粒子（不计重力）以一定的初速度从A点射出，仅在电场力的作用下沿图中虚线由A运动P至B。请判断该粒子带何种电荷，并分析由A运动到B的过程中该带电粒子的能量转化情况。
参考答案
1．A
2．C
3．B
4．C
5．D
6．C
7．C
8．A
9．C
10．D
11．D
12．D
13．C
14．A
15．B
16．增大 减小 减小
17．
18．静电力与位移方向 有关 无关
19．复写纸 向上 正 电压 ＜
20．(1)100N/C；(2)3×109J
21．
将正点电荷+q沿电场线从等势面S1移动至S2过程中电场力做功
根据电场力做功与电势能改变量之间的关系
根据电势的定义
可得
22．（1）；（2） ,；（3）
23．(1)P带正电，Q带负电；(2)A点的电场强度大；(3)带电粒子带正电，从A向B的过程中电势能转化为动能。