10.1电势能和电势 随堂检测—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册 （word含答案）

10.1电势能和电势—2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册随堂检测
选择题
1.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示（沿x轴正方向为电场强度正方向）。下列说法正确的是( )
A.O点的电势最低 B.点的电势最高
C.和两点的电势相等 D.和两点的电势相等
2.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
3.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( )
A.做直线运动，电势能先变小后变大 B.做直线运动，电势能先变大后变小
C.做曲线运动，电势能先变小后变大 D.做曲线运动，电势能先变大后变小
4.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
5.如图甲所示直线是电场中的一条电场线，是该线上的两点。一负电荷以一定初速度沿电场线从A运动到B，运动过程中的速度–时间图像如图乙所示，则下列说法中正确的是( )
A.该电场是匀强电场
B.两点的电势相比一定是
C.两点的场强大小相比一定是
D.该电荷在两点的电势能大小相比一定是
6.如图所示，真空中有一对平行金属板，分别接在电源的两极上，一个带正电荷的粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板附近向负极板运动，则该带电粒子在运动过程中( )
A.静电力对它做正功，电势能增加 B.静电力对它做正功，电势能减少
C.静电力对它做负功，电势能增加 D.静电力对它做负功，电势能减少
7.为电场中的两个点，如果把电荷量的负电荷从a点移动到b点，静电力对该电荷做了的正功，则该电荷的电势能( )
A.增加了 B.增加了 C.减少了 D.减少了
8.一个带正电的粒子沿曲线从a到b越过匀强电场，则以下说法正确的是( )
A.静电力做正功，电势能增加 B.静电力做正功，电势能减少
C.静电力做负功，电势能增加 D.静电力做负功，电势能减少
9.某静电场中有一点P，关于P点的电场强度与电势，下列说法正确的是( )
A.若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点的场强减半
B.若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点的电势减半
C.P点的场强、电势由电场本身决定，与试探电荷无关
D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
10.在静电场中，让电子逆着电场线的方向由A点移到B点，如图所示，则( )
A.静电力做正功，A点电势高于B点 B.静电力做正功，A点电势低于B点
C.静电力做负功，A点电势高于B点 D.静电力做负功，A点电势低于B点
二、非选择题
11．将带电荷量q1＝＋1.0×10－8 C的点电荷，从无限远处移到匀强电场中的P点，需克服电场力做功2.0×10－6 J，q1在P点受到的电场力是2.0×10－5 N，方向向右。试求：
(1)P点场强的大小和方向；
(2)电荷的电势能在移动过程中如何变化？电荷在P点的电势能是多少？
12．某电场中有A、B、C三点，三点的电势分别是φA＝5 V，φB＝－2 V，φC＝0，现有一电荷量q＝－6×10－6 C的点电荷P，求：
(1)该点电荷在A、B、C三点的电势能各为多大？
(2)若将P从A移到B，则静电力做功多少？电势能变化了多少？
(3)若将P从B移到C，则静电力做功多少？电势能变化了多少？
答案以及解析
1.答案：C
解析：由题图可得电场线以O点为中心指向正、负方向，沿电场线方向电势逐渐降低，所以O点的电势最高，选项A、B错误；图像与横轴所围的面积表示电势差，因图像关于O对称，所以从O点到点和从O点到点电势降落相等，故和两点的电势相等，选项C正确；、两点的电场强度大小相等，沿电场线方向电势逐渐降低，电势不相等，选项D错误。
2.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。
3.答案：C
解析：带负电的粒子以速度v进入电场后，电场力的方向与等势面垂直且从电势低的等势面指向电势高的等势面，且与v的方向不在一条直线上，故带负电的粒子做曲线运动，先由电势低的等势面运动到电势高的等势面，然后由电势高的等势面运动到电势低的等势面，所以电势能先减小后增大，C正确，A、B、D错误。
4.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。
5.答案：D
解析：速度–时间图线的斜率表示物体运动的加速度，由题图乙可知，电荷运动的加速度越来越大，说明电场强度越来越大，即，选项A、C错误；由于该负电荷从A向B运动时，做减速运动，受力的方向与运动方向相反，故该负电荷所受静电力方向从B指向A，而负电荷在电场中受力方向与电场方向相反，因此电场线方向由A指向B，沿电场线方向电势越来越低，因此，选项B错误；该电荷从A向B运动的过程中，静电力做负功，电势能增加，因此，选项D正确。
6.答案：B
解析：左边极板带正电荷，右边极板带负电荷，故电场强度方向向右，粒子带正电荷，故所受静电力向右，位移向右，故静电力做正功，静电力做的功等于电势能的减少量，故电势能减少，转化为了动能，选项B正确，A、C、D错误。
7.答案：C
解析：静电力对电荷做多少功，该电荷的电势能就减少多少，选项C正确。
8.答案：B
解析：粒子带正电，由其运动轨迹和场强方向可知，从a到b静电力做正功，电势能减少，选项B正确，A、C、D错误。
9.答案：C
解析：电场中某点的场强和电势是由电场本身决定的，与试探电荷无关，选项A、B错误，C正确；P点的场强方向为正的试探电荷在该点的受力方向，选项D错误。
10.答案：B
解析：让电子逆着电场线的方向由A点移动到B点，静电力方向由A指向B，则静电力做正功；沿电场线方向电势降低，可知A点电势低于B点，选项B正确，A、C、D错误。
11.[解析]　(1)E＝＝ N/C＝2 000 N/C，方向向右。
(2)无穷远处电势能为零，电荷在由无穷远处移到该点过程中电场力做负功，电势能增加，在P点的电势能等于该过程中克服电场力做的功Ep＝WP∞＝2.0×10－6 J。
[答案]　(1)2 000 N/C　向右　(2)增加
2.0×10－6 J
12.[解析]　(1)由题意可知电势φA＞φC＞φB，
而沿电场线的方向电势降低，则电场线的方向由A指向B，
点A的电势能为
EpA＝qφA＝－6×10－6 C×5 V＝－3×10－5 J
点B的电势能为
EpB＝qφB＝－6×10－6 C×(－2) V＝1.2×10－5 J
点C的电势能为
EpC＝qφC＝－6×10－6 C×0 V＝0。
(2)电荷从A移到B的过程中，电场力做的功为
WAB＝EpA－EpB＝－3×10－5 J－1.2×10－5 J＝－4.2×10－5 J，电势能增大了4.2×10－5 J。
(3)电荷从B移到C的过程中，电场力做的功为
WBC＝EpB－EpC＝1.2×10－5 J，电势能减小了1.2×10－5 J。
[答案]　(1)－3×10－5 J　1.2×10－5 J　0
(2)－4.2×10－5 J　电势能增大了4.2×10－5 J
(3)1.2×10－5 J　电势能减小了1.2×10－5 J