10.1电势能和电势 同步课时作业—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

10.1电势能和电势—2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业
1.如图所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线。两点与两球球心连线位于同一直线上，两点关于直线对称，则( )
A.A点和B点的电势相同 B.正电荷从A点移至B点，电场力做正功
C.C点和D点的电场强度相同 D.负电荷从C点移至D点，电势能增大
2.如图所示为等边三角形，在两点放等量异种点电荷，已知连线中点处的电场强度和电势分别为，则C点的场强和电势分别为( )
A. B. C. D.
3.一带负电的粒子只在静电力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移的变化关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A.粒子从处运动到处的过程中静电力做正功
B.处电场强度方向沿x轴正方向
C.处的电场强度小于处的电场强度
D.处的电势比处的电势低
4.如图所示，在处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有两点，已知。下列说法正确的是( )
A.两点场强相同
B.两点电势相等
C.将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功
D.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
5.空间两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，两点附近电场的等势线分布如图所示，为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则( )
A.e点的电势大于0 B.a点和b点的电场强度相同
C.b点的电势低于d点的电势 D.负电荷从a点移动到c点时电势能增加
6.如图所示，一质量为m、电荷量为q的粒子，以初速度从a点竖直向上射入水平匀强电场中，粒子通过电场中b点时速度为，方向与电场方向一致。则两点间的电势差为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，为两个固定的等量同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度，若不计C所受的重力，则在电荷C以后的运动过程中，下列说法中正确的是( )
A.加速度始终增大 B.电势能先增大后减小
C.静电力先增大后减小 D.速度先增大后减小
8.在真空中两点分别放置等量异种点电荷，在电场中通过两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径，如图所示，现将一电子沿移动一周，则下列判断正确的是( )
A.由电场力做正功，电子的电势能减少
B.由电场对电子先做负功，后做正功，总功为零
C.由电子的电势能一直增加
D.由电子的电势能先减少后增加，电势能总增加量为零
9.如图为某一静电场的电场线，是同一条电场线上的三个点，其电势分别为。同一负电荷在三点的电势能分别为。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
10.下列说法正确的是( )
A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小
D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大
11.如图所示，是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是( )
A.正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能
B.正电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能
C.负电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能
D.负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能
12.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。在O点固定一个正电荷Q，另外还有一方向与x轴正方向相同，场强大小为E的匀强电场。现把一电荷量为的点电荷N在圆上移动，则( )
A.从a移到c，电场力对点电荷N做功为
B.从a移到c，电场力对点电荷N不做功
C.从d移到b，电场力对点电荷N做功为
D.从d移到b，电场力对点电荷N不做功
13.如图，电荷量分别为q和的点电荷固定在正方体的两个顶点上，是正方体的另外两个顶点。则( )
A.a点和b点的电势相等 B.a点和b点的电场强度大小相等
C.a点和b点的电场强度方向相同 D.将负电荷从a点移到b点，电势能增加
14.真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于和，如图所示。以下说法正确的是( )
A.a点电势低于O点
B.b点电势低于c点
C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能
15.如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。为圆环水平直径上的两个点，为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则( )
A.两点的场强相等 B.两点的电势相等
C.两点的场强相等 D.两点的电势相等
答案以及解析
1.答案：B
解析：A点和B点不在同一等势线上，所以它们的电势不同，所以A错误；从A点至B点，电势降低，所以正电荷从A点移至B点，电场力做正功，所以B正确；根据电场的对称性可知，C点和D点的电场强度的大小相等，但是它们的方向不同，所以C错误；C点和D点在同一等势线上，负电荷从C点移至D点，电势能不变，所以D错误。
2.答案：A
解析：
3.答案：ACD
解析：带负电的粒子从处运动到处的过程中电势能减小，则静电力做正功，选项A正确；静电力做正功，说明粒子所受的静电力方向沿x轴正方向，粒子带负电，可知电场强度方向沿x轴负方向，选项B错误；根据，知图线斜率的绝对值等于静电力，由题图知，粒子在处所受的静电力小于在处所受的静电力，因此处的电场强度小于处的电场强度，选项C正确；电场强度方向沿x轴负方向，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知处的电势比处的电势低，选项D正确。
4.答案：A
解析：由点电荷的场强合成可知A和B两点场强方向均向右，大小相等，选项A正确；沿着电场线电势逐渐降低，，选项B错误；正电荷从A点移到B点，所受电场力与运动方向相同，电场力做正功，选项C错误；，因，则，选项D错误。
5.答案：D
解析：由题意知是等量异种点电荷，e点在两点电荷连线的中垂线上，以无穷远处电势为零，则e点电势为零，A错；由对称性知，两点电场强度大小相等，方向不同，B错；如图所示，所在等势线与连线的交点与a电势相等，d所在等势面与连线的交点与d电势相等，c所在等势面与连线的交点与c电势相等，连线上场强方向由Q指向P，沿场强方向电势降低，则b点电势高于d点电势，C错；负电荷从移动到电场力做负功，电势能增加，D正确。
6.答案：C
解析：粒子在竖直方向上做初速度为、加速度为g的匀减速运动，其末速度为零，它从a到b在竖直方向通过的位移为；粒子从a到b由动能定理得，将h代入解得，故C正确。
7.答案：C
解析：根据等量同种点电荷电场的特点，可知两个电荷连线的中点处的电场强度为零，从中点到无穷远，场强先增大后减小，所以电荷C受到的静电力先增大后减小，加速度先增大后减小，选项A错误，C正确；在全过程中静电力做正功，电势能一直减小，电荷C的速度一直增大，选项B、D错误。
8.答案：BD
解析：由，电势降低，电场力做负功，电子的电势能增加，故选项A错误；如图，画出过的等势线，则知由，电势先降低后升高，则电场力对电子先做负功，后做正功，根据对称性可知，两点的电势相等，电场力做的总功为零，故选项B正确；由，电势升高，电场力做正功，电子的电势能减少，故选项C错误；由，电势先升高后降低，电场对电子先做正功，后做负功，电子的电势能先减少后增加，电势能总增加量为零，两点的电势相等，电场力做的总功为零，故选项D正确。
9.答案：AD
解析：沿电场线方向电势降低，则，选项A正确，B错误；由负电荷在电势高的地方电势能小，可知电势能关系为，选项C错误，D正确。
10.答案：ABC
解析：同种电荷相互排斥，同种电荷相互靠近时克服电场力做功，它们的电势能增大，故AB正确；异种电荷相互吸引，异种电荷相互靠近时电场力做正功，它们的电势能减小，故C正确，D错误。
11.答案：AD
解析：若正电荷从A运动到B，正电荷所受的电场力方向从A指向B，与位移方向相同，电场力做正功，电势能减小，则正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能，故A正确，B错误；若负电荷从A运动到B，负电荷所受的电场力方向从B指向A，与位移方向相反，电场力做负功，电势能增大，则负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能，故D正确，C错误。
12.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，电场力对点电荷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做功为，所以电场力做功为，故C正确，D错误。
13.答案：BC
解析：由点电荷产生的电势分布可知q在a点产生的电势低于在b点产生的电势，在a点产生的电势也低于在b点产生的电势，故，再由可知负电荷在两点的电势能，故A、D均错误。由点电荷的场强分布可知q在a点产生的场强与在b点产生的场强完全相同，q在b点产生的场强与在a点产生的场强也完全相同，故a点与b点的总场强也完全相同，B、C均正确。
14.答案：BD
解析：两点电荷带正电，可知连线上O点左侧各点场强方向向右、右侧各点场强方向向左，而沿场强方向电势降低，故，A项错误；从O点沿垂线到b点，两场源电荷产生的电场沿垂线方向的分量由O指向b，故，而，故，B项正确；同理再结合对称性有，由于负电荷在电势越高处电势能越小，故试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能、在c点的电势能小于在d点的电势能，C项错误，D项正确。
15.答案：ABC
解析：圆环上电荷量分布关于左右对称，且对称部分电性相同；圆环上、下部分电荷量分布关于对称，但上、下部分所带电荷的电性相反。故直线上场强处处垂直于竖直向下，沿电场线方向电势逐渐降低，由此可知：，故A、B、C正确，D错误。