专题8　电势能和电势 同步小练— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册专题 Word版含答案

1.如图，带负电的点电荷Q固定在真空中的M点，将另一带正电的点电荷q从N点沿直线移动到P点在这一过程中（??
）
A.?q所受的电场力将不断变大??????????????????????????????????B.?q的电势能不断增大
C.?电场力对q做正功????????????????????????????????????????????????D.?P点的电势小于N点的电势
2.如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷q′后，D点的电场强度恰好等于0，则放在B点的电荷电性和电荷量分别是（??
）
A.?正电荷，2q?????????????????
B.?负电荷，2q?????????????????
C.?正电荷，2
q?????????????????D.?负电荷，2
q
3.真空中相距为r的A、B两点固定有电荷量分别为
和
的点电荷。若空间仅存在两点电荷产生的电场，
受到的静电力大小为F，则B点电场强度的大小可表示为（??
）
A.??????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????D.?
4.真空中静止点电荷Q1、Q2所产生的电场线分布如图所示，图中A、B两点关于点电荷Q2水平对称。某带电粒子（仅受电场力作用）在电场中的运动轨迹如图中虚线所示，C、D是轨迹上的两个点。以下选项正确的是（??
）
A.?A，B两点的场强大小相等
B.?A，B两点的电势相等
C.?该粒子带正电，在C点的加速度小于D点的加速度
D.?该粒子带负电，在C点的加速度大于D点的加速度
5.如图，竖直平面内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，电场强度方向水平向右。一质量为m、带电量为q的带电小球（视为质点）以某一速度，从M点沿着与水平方向成
方向直线运动到N点，MN的长度为L，重力加速度为g，下列说法中正确的是（??
）
A.?小球带负电
B.?小球克服电场力做的功为
mgL
C.?小球在N点的速度大小为
D.?仅将电场方向逆时针旋转
，其余条件不变，小球可在空间做匀速圆周运动
6.如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃（不计重力）仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则以下说法正确的是（??
）
A.?尘埃带正电
B.?尘埃在迁移过程中做匀变速曲线运动
C.?尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度
D.?尘埃在A点的电势能小于在B点的电势能
7.如图，MN是点电荷Q产生电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则（??
）
A.?Q可能带负电，且位于M的左侧
B.?从a到b的过程中，带电粒子的速度逐渐减小
C.?从a到b的过程中，带电粒子的加速度逐渐减小
D.?带电粒子在a点具有的电势能大于在b点具有的电势能
8.为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心。当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积，以达到除尘目的。假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是（??
）
A.?金属圆筒内场强处处为零
B.?金属圆筒内越靠近收尘极电势越低
C.?带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大
D.?带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越小
9.关于真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，下列描述合理的是（??
）
A.?该作用力一定是引力
B.?电荷量较小的受到的力大
C.?该作用力与两电荷之间距离的平方成反比
D.?它们间的距离趋于无穷近时，相互作用力趋于无穷大
10.如图是电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，下列有关说法正确的是（??
）
A.?A点的电场强度一定比B点的大
B.?A点的电势一定比B点的低
C.?将一负试探电荷由A点移动到B点，电场力做正功
D.?将一负试探电荷由A点移动到B点，试探电荷的电势能增大
11.如图，匀强电场中有一平行于电场方向的正六边形，其顶点分别为A、B、C、D、E、F。电荷量为q的负电荷在外力作用下从A点移动到C点，克服电场力做功W；从C点移动到E点，其电势能减少W。正六边形顶点中电势最高的是________，顶点C、D间的电势差UCD为________。
12.将一个电荷量为q=+3×10-10C的点电荷从电场中的A点移到B点的过程中，静电力做的功为6×10-9J。已知A点的电势为φA=24V，则B点的电势为________V。
13.如图所示，半径为R的圆是圆柱形区域的横截面，
在该区域内有与圆面平行的匀强电场.在圆上a点有一粒子源能以相同的速率向圆面内各个方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子.已知初速度方向指向圆上
b点的粒子从b点离开场区，初速度方向垂直于ab连线的粒子，经过圆心c，且知粒子经过c点时的动能与初动能之比为7
:3.不计粒子重力及粒子间的相互作用，求a、b点之间的距离L.
14.如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50
m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104
N/C，现有质量m＝0.20
kg，电荷量q＝8.0×10－4
C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知SAB＝1.0
m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5。假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等
(取g＝10
m/s2)。求：
（1）带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度；
（2）带电体最终停在何处．
15.如图，一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0
，
方向与电场方向的夹角为53°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为37°。不计重力。求A、B两点间的电势差。
1.【答案】
B
2.【答案】
D
3.【答案】
D
4.【答案】
C
5.【答案】
C
6.【答案】
C
7.【答案】
D
8.【答案】
D
9.【答案】
C
10.【答案】
D
11.【答案】
F；
12.【答案】
4
13.【答案】
解：由题意可知电场方向平行于ab连线，初速度方向垂直于ab连线的粒子在电场中做类平抛运动.设粒子相速度大小为v0
，
粒子从a运动到c点的时间为t1；ab
=L，粒子在c点的速度大小为vc
，
此位置ab方向的分速度大小为vab
，
图所示：
在c点有：
=
+
??
①??
由题意有：
??
②?
粒子在ab方向有:sab=
??
③?
在垂直cb方向有：sv=
??
④???
又有
=R2???
⑤?
在等腰△adc中，由几何关系有：sab=
??
⑥?
由①?⑥式解得：L=R
14.【答案】
（1）解：设带电体到达C点时的速度为v，从A到C由动能定理得：
qE(sAB+R)?μmgsAB?mgR＝
mv2
解得v=10
m/s
（2）解：设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，从C到D由动能定理得：
-mgh-μqEh=0-
mv2
解得h=
m
在最高点，带电体受到的最大静摩擦力Ffmax=μqE=4
N
重力G=mg=2
N，因为G＜Ffmax
所以带电体最终静止在与C点的竖直距离为
m处
15.【答案】
解：设带电粒子在B点的速度大小为vB。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即
vBsin
37°＝v0sin
53°
由此得
?
设A、B两点间的电势差为UAB
，
由动能定理有：
联立各式得：