人教版 (2019)必修 第三册1 电势能和电势综合训练题

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2020-2021学年度人教版（2019）必修第三册
10.1电势能和电势同步训练15（含解析）


1．如图所示，边长为L的等边三角形ABC的三个顶点上分别固定一个点电荷，所带电荷量依次为+q、+q和－q．D点和M点分别为AB边和AC边的中点，N点为三角形的中心，静电力常量为k．在该电场中，下列说法正确的是 ( )

A．D点的电场强度大小为，方向为从N指向D
B．N点的电场强度大小为，方向为从N指向C
C．D点的电势高于N点的电势
D．若取无穷远处电势为0，则M点的电势为0
2．一轻质细杆长为2L，可绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动，杆两端固定有形状相同的小球1和2，它们的质量均为m，电荷量分别为q和－q(q>0)，整个装置放在如图所示的、在竖直面内关于过O轴的竖直线对称的电场中．现将杆由水平位置静止释放，让两小球绕轴转动到竖直线上A、B两位置．设电势差UBA=U，重力加速度大小为g，不考虑小球1、2间的库仑力．则该过程中（ ）

A．小球2受到的电场力减小
B．小球1电势能减少了Uq
C．小球1、2的机械能总和增加了Uq－mgL
D．小球1、2的动能总和增加了Uq
3．如图所示，半径为R的均匀带电球壳带电量为Q（Q>0）．已知半径为R的均匀带电球壳在球壳的外部产生的电场与一个位于球心O点的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同．静电力常量为k，下列说法正确的是

A．球心O处的场强为
B．在球壳外距球壳为r处的电场强度为
C．球壳的表面为等势面
D．若取无穷远处电势为零，则球壳表面处的电势小于零
4．如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别是三条棱的中点．现在顶点O处固定一正的点电荷，则下列说法中正确的是

A．A′、B′、C′三点的电场强度相同
B．△ABC所在平面为等势面
C．某另一点电荷在C`点的电势能一定大于它在C点处的电势能
D．将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功
5．如图所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是（ ）

A．甲图：离点电荷等距的a、b两点
B．乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点
C．丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的 a、b 两点
D．丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的 a、b 两点
6．如图所示是以电荷+Q为圆心的一组同心圆（虚线），电场中有A、B、C、D四点.现将一带正电荷的点电荷由A点沿不同的路径移动到D点，沿路径①做功为W1，沿路径②做功为W2，沿路径③做功为W3，则（ ）

A．W2＜W3＜W1
B．W1=W2=W3
C．W2＞W3＞W1
D．因不知道+q的具体数值，故无法进行判断
7．在点电荷Q的电场中的O点，由静止释放一个质量为m、带电荷量为+q的试探电荷，试探电荷运动到a点时的速度大小为v，若该试探电荷从无穷远处运动到电场中的a点时，需克服电场力做功为W，试探电荷运动到a点时的速度大小仍为v，设无穷远处电势为零，(不计试探电荷的重力)。则下列判断正确的是( )
A．电场中a点电势
B．电场中O点电势为中
C．试探电荷的最大速度为
D．aO间电势差为
8．如图所示，某一带正电粒子(不计重力)在一平行板间的运动轨迹如图中曲线，P、Q两点为轨迹上两点，则

A．A板带负电，B板带正电
B．粒子在P点电势能大于在Q点电势能
C．粒子在P点动能大于在Q点动能
D．粒子在P点受力大于在Q点受力
9．一个电子在电场中A点具有80eV的电势能，当它由A运动到B克服电场力做功30eV，则（ ）
A．电子在B点的电势能是50eV B．电子的电势能减少了30eV
C．B点的电势为110V D．B点的电势为-110V
10．如图所示，球形电容器是由半径不同的同心金属球壳组成，内外球壳带有等量异种电荷，球壳之间为真空,并形成了沿半径方向的电场.已知M点与N点在同一电场线上，M点与P点到圆心距离相等，则下列说法正确的是（）

A．该径向电场为匀强电场
B．M点的电场强度比N点小
C．P点的电势比N点低
D．电荷沿圆孤虚线从M到P，电场力不做功
11．如图所示，为等边三角形，在A、B两点分别放上一个点电荷，则Р处的合场强方向如图中箭头所示，与PB连线的夹角为30°，下列说法正确的是（ ）

A．A处点电荷为负电荷，B处点电荷为正电荷
B．两点电荷的电荷量关系为
C．两点电荷在P点产生的场强大小EA＜EB
D．从Р点沿着AB中垂线向下移动正试探电荷，电场力做负功
12．如图所示，真空中一椭圆的两焦点M、N处固定两个等量异种电荷+Q、-Q，O为椭圆中心，、分别是椭圆长轴和短轴，是椭圆上关于O点对称的两个点，下列说法中正确的是（　 　）

A．椭圆上某点的场强方向为该点的切线方向
B．a、b两点场强相同，e、f两点场强大小相同、方向不相同
C．将一正电荷由e点沿椭圆移到f点，电场力做功不为零
D．将一电荷由O点移到椭圆上任意一点时，电势能的变化量相同
13．如图所示，正点电荷放在O点，图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线。以水平电场线上的点为圆心画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，下列说法正确的是（）

A．c、d两点的电场强度相同
B．a点电势低于b点电势
C．电子沿圆周由d运动到b，电场力做正功，电势能减少
D．b、c两点间电势差高于e、d两点间电势差

14．电子束焊接机中的电子枪如图所示，K为阴极、电势为φK，A为阳极、电势为φA，在电场作用下电量为-e的电子从K运动到A，则(　　)

A．A、K间电势差为φA－φK
B．电子动能增加e(φA－φK)
C．电子电势能增加e(φA－φK)
D．电子克服电场力做功为e(φA－φK)
15．真空中，两个固定点电荷A、B所带电荷量分别为QA和QB，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了C、D两点，其中D点的切线与AB连线平行，O点为AB连线的中点，则

A．A带正电，B带负电，且
B．O点电势等于D点电势
C．点电荷A在D点产生的场强比点电荷B在D点产生的场强大
D．负检验电荷在C点的电势能大于在D点的电势能
16．如图所示，在平面直角坐标系xOy的（-9，0）、（9，0）两点处固定着电量分别为+q、-4q的两个点电荷，A、B为Y轴上两点，坐标分别为（0，1）、（0，-5），M、N、P、Q四个点是以+q为中心的正方形的四个顶点，在上述两个点电荷所形成的电场中，下列说法正确的是（　　）

A．x=-3cm处电场强度为0
B．B点的电势高于A点的电势，A点的电场强度大于B点的电场强度
C．N点与Q点电势相等
D．将某一正电荷从N点移动到M点，电场力所做的功小于将其从P点移动到Q点所做的功
17．一半径为r的带正电实心金属导体球，如果以无穷远点为电势的零点，那么在如图所示的4个图中，能正确表示导体球的电场强度随距离的变化和导体球的电势随距离的变化的是（图中横坐标d表示某点到球心的距离，纵坐标表示场强或电势的大小）

A．图甲表示场强大小随距离变化的关系
B．图乙表示场强大小随距离变化的关系
C．图丙表示电势大小随距离变化的关系
D．图丁表示电势大小随距离变化的关系
18．如图所示，倾角、高为h的粗糙绝缘斜面体ABC固定在水平地面上，一个带负电的小球(可视为点电荷)固定在BC边上距B点高处的D点，可视为质点的带正电的小物块Q静止于斜面底端的A点，此时小物块Q恰好不接触地面且与斜面间的摩擦力为0．已知小物块Q与斜面间的动摩擦因数，小物块Q所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的

A．小物块Q静止于A点时所受的库仑力与其重力大小相等
B．若要拉动小物块Q，使之沿斜面向上运动，则拉力的最小值为
C．在拉动小物块Q缓慢沿斜面向上运动的过程中，当其所受摩擦力最大时，系统的电势能也最大
D．若缓慢地将小物块Q从A点拉动至C点，则外力做功等于小物块Q重力势能的增加量与系统因摩擦而产生的热量之和
19．如图所示，在 xOy 坐标系中以 O 为中心的椭圆上，有 a、b、c 、d、e 五点，其中 a、b、c、d 为椭圆与坐标轴的交点．现在椭圆的一 个焦点 固定一正点电荷，另一正试探电荷仅在电场力作用下的运 动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）

A．a、c 两点的电场强度相同
B．d 点的电势大于 b 点的电势
C．正试探电荷沿虚线运动过程中在 b 点的动能大于在 e 点的动能
D．若将正试探电荷由 a 沿椭圆经 be 移动到 c，电场力先做负功后做正功，但总 功为零
20．在直角坐标系O-xyz中有一四面体O-ABC，其顶点坐标如图所示．在原点O固定一个电荷量为-Q的负点电荷，下列说法正确的

A．A、B、C三点的电场强度不相同
B．A、B、C三点的电势相同，且A、B、C三点所在的平面为等势面
C．若在A、B、C三点放置三个点电荷，-Q所受电场力的合力可能为零
D．若将试探电荷-q（q>0）自A点沿着直线AB方向移动到B点的过程中，其电势能先增大后减小
21．已知无限大的均匀带电面可产生垂直于该面的匀强电场（正的带电面场强方向背离该面、负的带电面场强方向指向该面），场强大小E=2πkσ，式中k为静电力常量，σ为电荷面密度（单位面积的带电量）．现有如图所示的两个平行且可视为无限大的均匀带电面A和B，电荷的面密度分别为σ和-2σ（σ为正的常数），间距为d，空间中有C、D两点，CD连线垂直于带电面，C点到A面距离与D点到B面的距离均为，A面接地．关于C、D两点的场强大小和电势高低，下列说法中正确的是

A．EC=ED B．EC>ED C．φ C=φD D．φ C>φD


22．在点电荷+Q的电场中，常正电检验电荷q=2.0×10-9C在A点受到的电场力F=2.0×10-7N，则A点的电场强度EA=______N/C．将q从A点移至无穷远处，电场力做了4.0×10-7J的功，取无穷远处电势为零，则A点的电势φA=_______V．
23．在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间的匀强电场中有A、B两点，AB连线与水平方向成30°角，AB长为0.2cm，如图所示．现有一带电量为4×10－8C的负电荷从A沿直线移到B点，电场力做正功2.4×10－6J，则A、B两点间的电势差为 ______ ， ______（选填A或B）点电势高．若此电荷q沿任意路径从B到A点，电荷电势能的变化量为_______。

24．均匀带电正方形框边长为R，所带电量为+Q，若取无穷远处电势为零，则其两条对角线交点处的电势___零， (选填“大于”、“小于”或“等于”)；今在其一边中点挖去一个长为r(r