高中粤教版 (2019)第四节 电势能与电势课时练习

1.4电势能与电势基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列说法中正确的是( ).

A．电场线密集处场强大，电势高

B．沿电场线方向场强减小，电势降低

C．在电势高处电荷具有的电势能也大

D．场强为零处，电势不一定为零

2．下列物理量中，用比值定义法定义的是（       ）

A．功 B．电势能 C．加速度 D．位移

3．三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强大小分别为、，电势分别为、则（　　）

A．>> B．> C．<< D．<>

4．在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上的分布情况如图所示，则（　　）

A．和带有同种电荷

B．处的电场强度为零

C．将一负电荷从处移动到处，其电势能增加

D．将一负电荷从处移到处，电场力做功为零

5．在x轴上有两个点电荷，其静电场的电势在x轴上分布如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．处的电场强度为零

B．处场强方向沿x轴负方向

C．负电荷从移到处，电势能一直减小

D．负电荷从移到处，受到的电场力先增大后减小

6．下列物理量属于标量的是（       ）

A．场强 B．加速度 C．电势能 D．位移

7．两带电小球，电量分别为+q和-q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为（　　）

A．零 B．qEl C．2qEl D．qEl

8．质量为的带电物体在重力和恒定电场力作用下，从高处以的加速度由静止竖直下落到地面，为当地的重力加速度大小。则下列说法中错误的是（　　）

A．物体的机械能增加

B．物体的重力势能减少

C．物体的动能增加

D．电场力做功为

9．AB为点电荷电场中的一条直线，A、B两点的场强方向斜向右下，分别与AB成角和角，如图所示，已知A点的电场强度大小为E0，则下列判断正确的是（　　）

A．点电荷可能在直线AB的右侧 B．点电荷可能带负电

C．B点的电场强度大小为 D．B点的电势可能高于A点

10．如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r的球面上的三点。将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大且增量相同。不计q1、q2的相互作用，下列判断正确的是（　）

A．Q带负电

B．b、c两点电场强度相同

C．a、b两点的电场强度的大小之比为1∶4

D．q1＞q2

11．如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（　　）

A．电势     场强EA>EB

B．电势       场强EA>EB

C．将-q由A点移到B点，电场力做正功

D．将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB

12．如图所示是一个带电体周围的电场线和等势面的分布图，1、2、3是电场中的三个点，其电场强度大小分别为E1、E2、E3， 电势分别为φ1、φ2、φ3，则下列说法中正确的是（　　）

A． B． C． D．

13．如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平．电荷量为-q的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动．图中PB⊥AC，B是AC的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响．则在Q形成的电场中(     )

A．A点的电势高于B点的电势

B．B点的电场强度大小是A点的2倍

C．小球从A到C的过程中电势能先减小后增大

D．小球从A到C的过程中重力势能减少量大于动能增加量

14．一个质量为m的带负电的小球，在如图所示的匀强电场中以水平速度抛出．小球运动的加速度方向竖直向下，大小为g/3，小球在竖直方向下落高度H，以下说法中正确是(　　)

A．小球的动能增加了mgH

B．小球的机械能减少了mgH

C．小球的重力势能减少了mgH

D．电势能增加了mgH

15．如图，在正电荷Q的电场中有M、N、P和F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，∠M=30°，F为MN的中点，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示。已知φM=φN，φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）

A．点电荷Q一定不在MP连线上

B．连线PF一定在同一个等势面上

C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做正功

D．φP小于φM

二、填空题（共4题）

16．电势能概念：电荷在______中具有的势能，用Ep表示。

17．带量为的粒子，仅在电场力的作用下在电场中先后经过、两点，经过点时动能为，经过点时动能为，则带电粒子从点到点过程中电势能增加了___________，A、B两点电势差为___________。

18．如图所示，在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点，若Q为负电荷，则________点电势最低，将正电荷放在______点时电势能最小，将负电荷放在_____点时电势能最大．

19．在“描绘电场等势线”的实验中，

(1)给出下列器材，电源应选用__________，传感器应选用__________（用字母表示）。

A． 的交流电源       B．的直流电源       C．电流传感器       D．电压传感器

(2)按图示连接电路。在电极A、的连线上等距离的取、、、、共5个基准点。

（a）已知传感器正接线柱的电势高于负接线柱时，计算机读数显示为正。若在图中连接传感器正接线柱的红探针接触点，连接负接线柱的黑探针接触点时，读数为正，则可以判断电极A接在电源的__________极上（选填“正”或“负”）。

（b）在寻找基准点的等势点时，将红探针固定于点，黑探针在纸上移动，当移动到某点时读数为负，为了找到到基准点的等势点，则黑探针应平行于、连线向__________（选填“A”或“B”）端移动。

(3)如果将红探针固定在电极上，黑探针沿连线移动，每移动一小段相等距离记录一次传感器读数，以到的距离为横坐标，传感器读数为纵坐标，作出的图可能为下图中的________。

A． B． C． D．

三、综合题（共4题）

20．图甲为匀强电场，电场强度为E，电场中沿电场线方向上有A、B两点，距离为d，设A、B两点间的电势差为UAB。

（1）一个点电荷q从A点移动到B点，请利用功的定义式以及电场力做功与电势差的关系式证明：。

（2）图乙是某一正点电荷周围的电场线分布图， M、N、P为其中一条电场线上的三点，N是MP的中点。

①请判断电势差U，MN与UNP的大小关系。

②如果把一个带负电的试探电荷由M点移到P点，请问它的电势能是增加还是减小？说明你的理由。

21．将带电荷量为1×10－8 C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1×10－6 J，问：

(1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？

答案：静电力做负功，电荷的电势能增加，因无限远处电势能为零，因为,所以电荷在A点具有的电势能；

(2)A点的电势是多少？

22．在粗糙的水平面有一绝缘的足够长的薄长平板，，在其左端放一个带电体（可看成质点），带电量q=1×10-2C，整个空间处于向右的匀强电场中，电场强度E=102N/C，平板质量M=2kg，带电体质量m=1kg，带电体与平板间动摩擦系数μ1=0.2，平板与地面间动摩擦系数μ2=0.1，现给平板一个向左v0=7m/s的初速，g取10m/s2 求：

（1）带电体运动的总时间．

（2）整个过程带电体电势能的变化量及摩擦生热的内能．

23．如图所示，匀强电场的电场强度E=3.0×104N/C，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离s=0.10m，将电荷量q=+2.0×10-8C的点电荷从A点移至B点，求：

（1）画出电荷在A点受到的电场力；

（2）电荷所受电场力F的大小；

（3）电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W。

参考答案：

1．D

2．C

3．B

4．D

5．C

6．C

7．C

8．A

9．C

10．A

11．B

12．D

13．C

14．B

15．C

16．电场

17．     6     －600

18．     A     A     A

19．     B；     D；     正；     B；     B

20．

（1）根据功的定义得点电荷q从A点移动到B点电场力做功为

又由电场力做功与电势差的关系得

联立得

（2）①根据电场线的疏密程度可以判断出M、N间的平均场强大于N、P间的平均场强，由 知，M、N间的电势差大于N、P间的电势差，即

②如果把一个带负电的试探电荷由M点移到P点，因为电场力做负功，所以电势能增加。

21．（1）静电力做负功，电荷的电势能增加，因无限远处电势能为零，因为,所以电荷在A点具有的电势能；

（2）A点的电势为；

22． (1)   (2) 45.5J

23．（1）略（2）6.0×10-4N（3）6.0×10-5J