10.1电势能和电势 高中物理人教版（2019）必修第三册课时优化作业（含解析）

10.1电势能和电势—高二物理人教版必修三课时优化作业1.如图所示，为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab的中点，电势分别为。下列叙述正确的是()A.该电场在c点处的电势一定为4VB.a点处的场强一定大于b点处的场强C.一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D.一正电荷运动到c点时受到的静电力由c指向a2.如图所示，在等边三角形ABC所在平面内有一匀强电场，将带正电的点电荷从A点移到B点和从B点移到C点，电场力均做负功且数值相同，D是AC的中点。下列说法正确的是()A.B点的电势等于D点的电势 B.A点的电势等于C点的电势C.电场的方向由A指向C D.电场的方向由B指向D3.如图甲所示，在某电场中有一条电场线与x轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x轴坐标变化的关系如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用。则()A.沿Ox方向电场强度先减小后增大B.电子所受电场力沿x轴负方向C.电子的电势能将一直增大D.电子运动的加速度一直增大4.如图，将不计重力、电荷量为q带负电的小圆环套在半径为R的光滑绝缘半圆弧上，半圆弧直径两端的M点和N点分别固定电荷量为和的负点电荷。将小圆环从靠近N点处静止释放，小圆环先后经过图上点和点，已知则小圆环从点运动到点的过程中()A.静电力做正功 B.静电力做负功C.静电力先做正功再做负功 D.静电力先做负功再做正功5.如图所示，水平面上固定一个绝缘支杆，支杆上固定一带电小球A，小球A位于光滑小定滑轮O的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B相连，在拉力F的作用下，小球B静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离。在此过程中，下列说法正确的是()A.细线中的拉力一直减小 B.球B受到的库仑力先减小后增大C.球系统的电势能保持不变 D.拉力做负功，库仑力做正功6.如图所示，在正点电荷产生的电场中，a、b为同一电场线上的两点。将一个带正电的试探电荷q从b点移至a点。下列说法正确的是()A.a点电势低于b点电势B.a、b两点的电场强度相等C.电场力对试探电荷q做正功D.q在a点的电势能大于q在b点的电势能7.某静电场沿x轴分布，其电势φ随x变化规律如图所示，x轴上a、b两点切线斜率的绝对值，下列说法正确的是()A.a点场强小于b点场强B.a点场强等于b点场强C.同一正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能D.同一正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能8.如图所示，菱形ABCD中心为O，在菱形的三个顶点A、B、C上各固定点电荷。将一点电荷沿BD的延长线从无穷远处向D点移动，则在移动过程中()A.所受静电力先增大后减小 B.静电力对先做负功再做正功C.O点的电场强度逐渐增大 D.D点的电势逐渐升高9.如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V。实线是一带电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的三点，已知带电粒子带电荷量为0.01C，在a点处的动能为0.5J，则该带电粒子()A.可能是带负电 B.在b点处的电势能为0.5JC.在b点处的动能为零 D.在c点处的动能为0.4J10.如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是()A.电场强度方向垂直指向a，电势减小B.电场强度方向垂直指向c，电势减小C.电场强度方向垂直指向a，电势增大D.电场强度方向垂直指向c，电势增大11.如图为某一电场的电场线，其中A、B在同一条电场线上，下列说法正确的是()A.A、B、C三点中A点电势最低B.A、B、C三点中B点电场强度最大C.A、B、C三点中C点电场强度为零D.正点电荷由B点静止释放能沿电场线到达A点12.真空中两点电荷分别放在x轴上的O点和M点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法正确的是()A.两点电荷的电性相同B.A点的电场强度为零C.N点的电场强度大于C点的电场强度D.质子从N点运动到C点的过程中电势能减小13.真空中有一个静止的、带正电的点电荷，其周围的电场线分布如图所示，a、b、c是同一条电场线上的三个点，它们的电场强度大小分别为，电势分别为。关于，，下列说法正确的是()A. B.， C. D.，14.真空中两个静止点电荷A、B的电场线分布如图所示，P、Q两点关于点电荷A左右对称，其中P在AB连线上，一个电子在外力作用下沿虚线轨迹从M向N匀速率运动，下列说法正确的是()A.B.P点的电势小于Q点的电势C.除无穷远外，A、B连线的延长线上有某点的电场强度为零，该点在B的右侧D.从M向N运动过程中，外力的功率保持不变15.如图所示，为正方体，两个等量异种电荷分别在正方体的上底面和左侧面的中心位置，则下列说法正确的是()A.A、两点电势相等B.B、两点电场强度相同C.正电荷从A点运动到点，电场力做负功D.负电荷从点运动到D点，电场力不做功

答案以及解析1.答案：C解析：匀强电场中，沿电场线方向，相等间距两端的电势差相等，题干中不一定为匀强电场，c点处的电势不一定为4V，A选项错误；电场线的疏密程度表示场强大小，一条电场线无法比较场强的大小，a点处的场强不一定大于b点处的场强，B选项错误；沿电场线方向电势逐渐降低，故，正电荷在电势高的地方电势能大，即正电荷在c点的电势能大，从c点运动到b点电势能一定减少，C选项正确；电场线方向从a指向b，正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向b，D选项错误。2.答案：A解析：因为将一带正电的点电荷从A点移到B点和从B点移到C点，电场力均做负功且数值相同，所以B点与D点的电势相等，A点与C点的电势不相等，选项A正确，B错误；因为，所以电场的方向由C指向A，选项C、D错误。3.答案：A解析：图线斜率表示场强大小，由图乙可知，沿Ox方向电场强度先减小后增大，A正确；由图乙可知，沿x轴正方向电势升高，所以电场方向沿x轴负方向，则电子所受电场力沿x轴正方向，B错误；电场力对电子做正功，电子的电势能减少，C错误；根据选项A可知，电子所受电场力先减小后增大，则加速度先减小后增大，D错误。4.答案：A解析：设在小圆环在、间的任意一点P，与的夹角为α，根据几何关系可得带负电的小圆环在两个负点电荷电场中的电势能根据数学知识可知在范围内，随着α的增大，小圆环的电势能一直减小，所以静电力做正功。故选A。5.答案：C解析：对小球B分析可知，受细线的拉力T，静电斥力F和重力G，由相似三角形可知现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离，可知L变大，细线中的拉力T变大；r不变，球B受到的库仑力不变；球系统的电势能保持不变；拉力做负功，球间距离不变，库仑力做不做功。故选C。6.答案：D解析：A.沿电场线电势降低可知，a点电势高于b点电势，选项A错误；B.电场线越密集场强越大，可知a、b两点的电场强度不相等，选项B错误；C.带正电的试探电荷q从b点移至a点，电场力与位移反向，则电场力对试探电荷q做负正功，选项C错误；D.正电荷在高电势点的电势能较大，可知q在a点的电势能大于q在b点的电势能，选项D正确。故选D。7.答案：C解析：AB.由题意可知图像的斜率表示场强，因为所以a点场强大于b点场强，故AB错误；CD.由图可知根据可知，同一正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C正确，D错误。故选C。8.答案：D解析：A.点电荷沿BD的延长线从无穷远处向D点移动的过程中，处点电荷对静电力的合力始终竖直向下，且逐渐增大，B处电荷对的静电力沿OD向右，且逐渐增大，根据矢量的叠加可知，所受静电力一直增大，故A错误；B.点电荷沿BD的延长线从无穷远处向D点移动的过程中，处点电荷对静电力的合力始终竖直向下，对不做功，B处电荷对的静电力始终是沿OD向右的静电力，随着的左移一直做负功，故静电力对一直做负功，故B错误；C.处点电荷在O点的合电场强度竖直向下，B处电荷、在O点的电场强度方向在直线OD上，且方向相反，点电荷沿BD的延长线从无穷远处向D点移动的过程中，在O点的电场强度逐渐增大，根据场强的叠加可知，O点的电场强度逐渐减小，故C错误；D.点电荷逐渐靠近D点，D点的电势逐渐升高，故D正确。故选D。9.答案：D解析：根据题图可知，场强方向向上，由带电粒子轨迹的弯曲方向可知，电场力向上，则该粒子带正电，故A错误；在b点处的电势能，则B错误；只有电场力做功时，电势能与动能之和才不变，粒子在a点处的总能量，则在b点处的动能为，则C错误；在c点处的动能为，则D正确。10.答案：A解析：三根棒在O点产生的电场强度叠加情况如图所示，b、d两棒产生的电场强度等大反向，合电场强度为c棒产生的电场强度，应垂直指向a。电势是标量，长棒均带正电，有四根带电长棒时O点的电势一定大于有三根在时的电势，所以电势减小，A正确。11.答案：A解析：A.根据等势线与电场线垂直，作出经过三点的等势线，由于沿电场线电势降低可知，即三点中A点电势最低，故A正确；B.电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，根据图像可知，A点位置的电场分布最密集，则三点中A点电场强度最大，故B错误；C.电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，根据图像可知，C点电场强度不为零，故C错误；D.由于通过两点的电场线是一条曲线，可知，正点电荷由B点静止释放不能沿电场线到达A点，故D错误。故选A。12.答案：C解析：A.由题图已知，在O点放的是正电荷，在M点放的是负电荷，即二者的电性相反，故A错误；BC.图像的斜率表示电场强度，A、N点的斜率不为零，C点的斜率为零，故B错误，C正确；D.质子带正电，从N点运动到C点的过程中电势能增大，故D错误。故选C。13.答案：A解析：距离正电荷越近的位置场强越大，即沿电场线电势逐渐降低，可知故选A。14.答案：C解析：A.根据电场线分布的疏密可知，A附近的场强比B附近的场强大，故，故A错误；B.由电场线的方向可知，A为负电荷，B为正电荷，在负电荷A的电场中，Q点的电势等于P点的电势，在正电荷B的电场中，Q点的电势小于P点的电势，故有，故B错误；C.因为为异种电荷，且，所以连线的延长线上电场强度为零的点在B的右侧，故C正确；D.带电粒子由M运动到N，为保持匀速率运动，可知当带电粒子经过BA延长线时，其所受电场力与外力方向均与BA平行，即外力方向与速度方向垂直，此时外力功率为零，而在其他地方由分析可知外力与速度方向的夹角不为直角，则外力功率不为零，故D错误。故选C。15.答案