高中物理人教必修三10.1 電勢能和電勢（練習(xí)題）（解析版）

1、淘寶：知行書屋知行合一 第十章 靜電場中的能量10.1 電勢能和電勢一、單選題：1. 將一正電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中M點(diǎn)，靜電力做功為6.0109 J，若將一個(gè)等量的負(fù)電荷從電場中N點(diǎn)移向無窮遠(yuǎn)處，靜電力做功為7.0109 J，則M、N兩點(diǎn)的電勢M、N的關(guān)系為()A.MNM0C.NMN0解析取無窮遠(yuǎn)處電勢0。對正電荷：WM0EpMqM，Meq f(WM,q)eq f(6109 J,q)；對負(fù)電荷：WNEpN0qN，Neq f(WN,q)eq f(7109 J,q)；所以NM0，選項(xiàng)C正確。答案C2.說法正確的是()A.電荷從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到了B點(diǎn),路徑不同,靜電力做功的大小就可能不同B.電荷

2、從電場中的某點(diǎn)開始出發(fā),運(yùn)動一段時(shí)間后,又回到了該點(diǎn),則靜電力做功為零C.正電荷沿著電場線運(yùn)動,靜電力對正電荷做正功,負(fù)電荷逆著電場線運(yùn)動,靜電力對負(fù)電荷做負(fù)功D.電荷在電場中運(yùn)動,因?yàn)殪o電力可能對電荷做功,所以能量守恒定律在電場中并不成立解析靜電力做功和電荷運(yùn)動路徑無關(guān),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;靜電力做功只和電荷的初、末位置有關(guān),所以電荷從某點(diǎn)出發(fā)又回到了該點(diǎn),靜電力做功為零,選項(xiàng)B正確;正電荷沿電場線的方向運(yùn)動,則正電荷受到的靜電力和電荷的位移方向相同,故靜電力對正電荷做正功,同理,負(fù)電荷逆著電場線的方向運(yùn)動,靜電力對負(fù)電荷做正功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電荷在電場中雖然有靜電力做功,但是電荷的電勢能和其他形

3、式的能之間的轉(zhuǎn)化滿足能量守恒定律,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B3.在靜電場中,將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做了負(fù)功,則()A.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比A點(diǎn)大B.電場線方向一定從B指向AC.B點(diǎn)的電勢一定比A點(diǎn)高D.該電荷的動能一定減少解析從A到B,靜電力對正電荷做負(fù)功,該電荷電勢能增加,qAqB,即AB，EAEB B.AB，EAEBC.AEB D.AB，EAEB解析負(fù)電荷從A由靜止釋放(初速度為0)后，能加速運(yùn)動到B，說明負(fù)電荷受到的靜電力方向從A指向B，那么電場方向就是由B指向A，由于沿電場線方向電勢逐漸降低，所以A、B兩點(diǎn)的電勢關(guān)系是AEB，C正確。答案C5.對于如圖所示電場中的A、B、C三點(diǎn)，下列

4、判斷正確的是()AB點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大BA點(diǎn)的電勢最高C正電荷在B點(diǎn)受到的電場力最大D負(fù)電荷在A點(diǎn)具有的電勢能最大答案B解析A點(diǎn)處電場線最密，電場強(qiáng)度最大，B點(diǎn)處電場線最稀疏，場強(qiáng)最小，故A錯(cuò)誤根據(jù)沿著電場線的方向電勢降低可知，A點(diǎn)的電勢最高，故B正確；A點(diǎn)處電場線最密，電場強(qiáng)度最大，由FqE知同一電荷在A點(diǎn)受到的電場力最大，同理可知在B點(diǎn)處受到的電場力最小，故C錯(cuò)誤；A點(diǎn)電勢最高，由Epq知負(fù)電荷在A點(diǎn)處電勢能最小，故D錯(cuò)誤6.兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷如圖4所示，O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，a點(diǎn)在連線的中垂線上，若在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子，關(guān)于電子的運(yùn)動，下列說法正確的是()A電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)

5、動的過程中，加速度越來越大，速度越來越大B電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C電子運(yùn)動到O點(diǎn)時(shí)，加速度為零，速度最大D電子通過O點(diǎn)后，速度越來越小，加速度越來越大，一直到速度為零答案C解析帶等量正電荷的兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，中點(diǎn)O處的場強(qiáng)為零，沿中垂線從O點(diǎn)向無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)先變大，達(dá)到一個(gè)最大值后，再逐漸減小到零但a點(diǎn)與最大場強(qiáng)點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定，電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中，當(dāng)a點(diǎn)在最大場強(qiáng)點(diǎn)的上方時(shí)，加速度先增大后減小；當(dāng)a點(diǎn)在最大場強(qiáng)點(diǎn)的下方時(shí)，電子的加速度則一直減小，故A、B錯(cuò)誤；但不論a點(diǎn)的位置如何，電子在向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中，都在做加速運(yùn)動，所以電子的速

6、度一直增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)O點(diǎn)時(shí)，加速度為零，速度達(dá)到最大值，C正確；通過O點(diǎn)后，電子的運(yùn)動方向與場強(qiáng)的方向相同，與所受電場力方向相反，故電子做減速運(yùn)動，由能量守恒定律得，當(dāng)電子運(yùn)動到與a點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱的b點(diǎn)時(shí)，電子的速度為零同樣因b點(diǎn)與最大場強(qiáng)點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定，故加速度大小的變化不能確定，D錯(cuò)誤7.如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心O，下列關(guān)于x軸上的電場強(qiáng)度和電勢的說法中正確的是()AO點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，電勢最低BO點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，電勢最高C從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場強(qiáng)度減小，電勢升高D從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場強(qiáng)度增大，電勢降低答案B解析將圓環(huán)等分成若干微小段，每一小段

7、和與它關(guān)于O點(diǎn)對稱的一小段在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場，電場強(qiáng)度總大小相等、方向相反，矢量和為零，即最終在O點(diǎn)的總矢量和為零，即在O點(diǎn)處，電場強(qiáng)度為零因?yàn)閳A環(huán)帶正電，因此，每一小段和與它關(guān)于O點(diǎn)對稱的一小段在O點(diǎn)的左右兩側(cè)，產(chǎn)生大小相等、方向分別向外與x軸夾角相等的電場，矢量和沿著x軸，由O點(diǎn)向兩側(cè)發(fā)散，各段疊加后總矢量和仍然沿著x軸，由O點(diǎn)向兩側(cè)發(fā)散，根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低的規(guī)律可知，O點(diǎn)的電勢最高，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)從O點(diǎn)沿x軸正方向，趨于無窮遠(yuǎn)時(shí)，電場強(qiáng)度也為零，因此從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場強(qiáng)度先變大，后變小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤8.如圖所示，一帶電粒子在電場中沿曲線AB運(yùn)動，從B點(diǎn)穿出電

8、場，a、b、c、d為該電場中的等勢面，這些等勢面都是互相平行的豎直平面，不計(jì)粒子所受重力，則()A該粒子一定帶負(fù)電B此電場不一定是勻強(qiáng)電場C該電場的電場線方向一定水平向左D粒子在電場中運(yùn)動過程動能不斷減少【解析】由于不能確定電場線方向，故不能確定粒子帶負(fù)電，A、C錯(cuò)誤，等勢面互相平行，故一定是勻強(qiáng)電場，B錯(cuò)誤，粒子受電場力一定沿電場線指向軌跡凹側(cè)，而電場線和等勢面垂直，由此可確定電場力一定做負(fù)功，故動能不斷減少，D正確【答案】D9.如圖所示，帶等量異號電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場線上的兩點(diǎn)，一帶電粒子(不計(jì)重力)以速度vM經(jīng)過M點(diǎn)在電場線上向下運(yùn)動，且未與下板接觸，

9、一段時(shí)間后，粒子以速度vN折回N點(diǎn)，則()A粒子受電場力的方向一定由M指向NB粒子在M點(diǎn)的速度一定比在N點(diǎn)的大C粒子在M點(diǎn)的電勢能一定比在N點(diǎn)的大D電場中M點(diǎn)的電勢一定高于N點(diǎn)的電勢【解析】由題意可知M、N在同一電場線上，帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功，動能減小，電勢能增加，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；由于題中未說明帶電粒子及兩極板的電性，故無法判斷M、N兩點(diǎn)的電勢高低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】B10.如圖所示，P、Q是等量的正點(diǎn)電荷，O是它們連線的中點(diǎn)，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，OAOB，用EA、EB和A、B分別表示A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢，則()AEA一定大于EB，A一定大于BBE

10、A不一定大于EB，A一定大于BCEA一定大于EB，A不一定大于BDEA不一定大于EB，A不一定大于B【解析】P、Q所在空間中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢由這兩個(gè)點(diǎn)電荷共同決定，電場強(qiáng)度是矢量，P、Q兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，在無限遠(yuǎn)處的合場強(qiáng)也為零，從O點(diǎn)沿PQ垂直平分線向遠(yuǎn)處移動，場強(qiáng)先增大，后減小，所以EA不一定大于EB.電勢是標(biāo)量，由等量同號電荷的電場線分布圖可知，從O點(diǎn)向遠(yuǎn)處，電勢是一直降低的，故A一定大于B.【答案】B多選題11.下列說法正確的是()A電荷從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，路徑不同，靜電力做功的大小就可能不同B電荷從電場中的某點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)動一段時(shí)間后，又回到了該點(diǎn)，則靜電力做功為零C

11、正電荷沿著電場線運(yùn)動，靜電力對正電荷做正功，負(fù)電荷逆著電場線運(yùn)動，靜電力對負(fù)電荷做正功D電荷在電場中運(yùn)動，因?yàn)殪o電力可能對電荷做功，所以能量守恒定律在電場中并不成立答案BC解析靜電力做功和電荷運(yùn)動路徑無關(guān)，故A錯(cuò)誤；靜電力做功只和電荷的初、末位置有關(guān)，所以電荷從某點(diǎn)出發(fā)又回到了該點(diǎn)，靜電力做功為零，故B正確；正電荷沿電場線的方向運(yùn)動，則正電荷受到的靜電力和電荷的位移方向相同，故靜電力對正電荷做正功，同理，負(fù)電荷逆著電場線的方向運(yùn)動，靜電力對負(fù)電荷做正功，故C正確；電荷在電場中運(yùn)動雖然有靜電力做功，但是電荷的電勢能和其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化滿足能量守恒定律，故D錯(cuò)誤12.關(guān)于電勢的高低，下列說法正

12、確的是()A沿著電場線的方向電勢逐漸降低B電勢降低的方向一定是電場線的方向C正電荷只在電場力的作用下，一定向電勢低的地方移動D負(fù)電荷只在電場力的作用下，由靜止釋放，一定向電勢高的地方移動答案AD解析沿著電場線的方向電勢逐漸降低，故A正確；電勢降低的方向不一定是電場線的方向，故B錯(cuò)誤；若正電荷具有初速度，即使只受電場力作用，也可由低電勢點(diǎn)向高電勢點(diǎn)移動，故C錯(cuò)誤；負(fù)電荷只在電場力的作用下由靜止釋放，一定向電勢高的地方移動，故D正確13.如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后，分落在收集板中央的兩側(cè)對礦粉分離的過程中，下列表述正確的有()A帶正電的礦粉落在右側(cè)B電場

13、力對礦粉做正功C帶負(fù)電的礦粉電勢能變大D帶正電的礦粉電勢能變小【解析】由題圖可知，電場方向水平向左，帶正電的礦粉所受電場力方向與電場方向相同，所以落在左側(cè)；帶負(fù)電的礦粉所受電場力方向與電場方向相反，所以落在右側(cè)選項(xiàng)A錯(cuò)誤無論礦粉所帶電性如何，礦粉均向所受電場力方向偏轉(zhuǎn)，電場力均做正功，選項(xiàng)B正確；電勢能均變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確【答案】BD14.如圖所示，a、b、c為電場中同一條電場線上的三點(diǎn)，其中c為a、b的中點(diǎn)。若一個(gè)運(yùn)動的正電荷只在靜電力作用下先后經(jīng)過a、b兩點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)的電勢分別為a3 V，b7 V，則()A.a點(diǎn)的場強(qiáng)一定小于b點(diǎn)的場強(qiáng)B.a點(diǎn)場強(qiáng)有可能等于b點(diǎn)場強(qiáng)C.正電荷在

14、a點(diǎn)的動能小于在b點(diǎn)的動能D.正電荷在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能解析沿電場線方向電勢降低，由題意知電場線的方向向左，只有一條電場線，無法判斷電場線的疏密，就無法判斷兩點(diǎn)場強(qiáng)的大小，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大，可知，正電荷從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中克服靜電力做功，電勢能一定增大，而由能量守恒定律知，其動能一定減小，故C錯(cuò)誤，D正確。答案BD15.兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場線分布如圖所示。c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則()A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B.a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高C.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大D.c點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)

15、的低解析根據(jù)電場線的分布圖，a、b兩點(diǎn)中，a點(diǎn)的電場線較密，則a點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大，選項(xiàng)A正確；沿電場線的方向電勢降低，a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于c、d關(guān)于正電荷對稱，正電荷在c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反；兩負(fù)電荷在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為0，在d點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向向下，根據(jù)電場的疊加原理，c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大，選項(xiàng)C正確；c、d兩點(diǎn)中c點(diǎn)離負(fù)電荷的距離更小，c點(diǎn)電勢比d點(diǎn)低，選項(xiàng)D正確。答案ACD16.在真空中A、B兩點(diǎn)分別放置等量異種電荷，在電場中通過A、B兩點(diǎn)的豎直平面內(nèi)對稱位置取一個(gè)矩形路徑abcd，如圖所示，現(xiàn)將一電子沿abcd移動一周，則下列判斷正確的

16、是()A由ab電場力做正功，電子的電勢能減小B由bc電場對電子先做負(fù)功，后做正功，總功為零C由cd電子的電勢能一直增加D由da電子的電勢能先減小后增加，電勢能變化量為零【解析】電子帶負(fù)電，由ab電場力做負(fù)功電勢能增加，由cd電場力做正功，電勢能減小，故A、C錯(cuò)誤由bc，電場力對電子先做負(fù)功后做正功，由對稱性，b、c兩點(diǎn)電子電勢能相等，故總功為零，B正確，由da電場力對電子先做正功后做負(fù)功，故電子的電勢能先減小后增加，再由對稱性可確定電勢能變化量為零，故D正確【答案】BD17.靜電場中，一帶電粒子僅在電場力的作用下自M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，N為粒子運(yùn)動軌跡上的另外一點(diǎn)，則()A.運(yùn)動過程中，粒子的速

17、度大小可能先增大后減小B.在M、N兩點(diǎn)間，粒子的軌跡一定與某條電場線重合C.粒子在M點(diǎn)的電勢能不低于其在N點(diǎn)的電勢能D.粒子在N點(diǎn)所受電場力的方向一定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行解析如圖所示，在兩正電荷形成的電場中，一帶正電的粒子在兩電荷的連線上自M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動時(shí)，粒子有可能經(jīng)過先加速再減速的過程，粒子的速度先增大后減小，A正確；粒子運(yùn)動軌跡與電場線重合需具備初速度為零、電場線為直線、只受電場力三個(gè)條件，因電場中的電場線不一定是直線，所以帶電粒子的運(yùn)動軌跡不一定與電場線重合，B錯(cuò)誤；帶電粒子僅受電場力在電場中運(yùn)動時(shí)，其動能與電勢能的總量不變，EkM0，而EkN0，故EpMEpN，C正確；粒子

18、運(yùn)動軌跡的切線方向?yàn)樗俣确较?，由于粒子運(yùn)動軌跡不一定是直線，故N點(diǎn)電場力方向與軌跡切線方向不一定平行，D錯(cuò)誤。答案AC18.如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿AB，水平放置于被固定的帶負(fù)電荷的小球的正上方，小球的電荷量為Q，可視為點(diǎn)電荷a、b是水平細(xì)桿上的兩點(diǎn)，且在以帶負(fù)電小球?yàn)閳A心的同一豎直圓周上一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小圓環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))套在細(xì)桿上，由a點(diǎn)靜止釋放，在小圓環(huán)由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是()A小圓環(huán)所受庫侖力的大小先增大后減小B小圓環(huán)的加速度先增大后減小C小圓環(huán)的動能先增加后減少D小圓環(huán)與負(fù)電荷組成的系統(tǒng)電勢能先增加后減少【解析】庫侖力的大小先增大后減小，選項(xiàng)A

19、正確；由于小圓環(huán)運(yùn)動到小球正上方時(shí)，加速度為零，選項(xiàng)B錯(cuò)；由動能定理，電場力先做正功后做負(fù)功，因而動能先增加后減少，電勢能先減少后增加，選項(xiàng)C正確；D錯(cuò)誤【答案】AC非選擇題19.如圖所示的勻強(qiáng)電場中，有A、B、C三點(diǎn)，AB5 cm，BC12 cm，其中AB沿電場方向，BC和電場方向成60角一個(gè)電荷量為q4108 C的正電荷從A移到B，電場力做功為W11.2107 J求：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小(2)該電荷從B到C，電荷的電勢能改變多少？答案(1)60 N/C(2)減少1.44107 J解析(1)由W1qEAB得，該電場的電場強(qiáng)度大小為：Eeq f(W1,qAB)eq f(1.2107,41085102) N/C60 N/C(2)該電荷從B到C，電場力做功為：W2FBCcos 60qEBCcos 60410860121020.5 J1.44107 J所以，該過程電荷的電勢能減少1.44107 J.20.如圖所示，在場強(qiáng)E104 N/C的水平勻強(qiáng)電場中，有一根長l15 cm的細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量m3 g、電荷量q2106 C的帶正電小球，當(dāng)細(xì)線處于水平位置時(shí)，小球從靜止開始釋放，g取10 m/s2.求：(1)小球到達(dá)最低點(diǎn)B的過程中重力勢能、電勢能分別變化了