2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十章靜電場中的能量1電勢能和電勢課時作業(yè)含解析新人教版必修3

PAGEPAGE6電勢能和電勢eq\o(\s\up7(限時：45分鐘),\s\do5())一、單項選擇題1.如圖所示，實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面．下列推斷正確的是(D)A．1、2兩點的電場強度相等B．1、3兩點的電場強度相等C．1、2兩點的電勢相等D．2、3兩點的電勢相等解析：依據(jù)電場線的疏密程度推斷電場強度，電場線越密，電場強度越強，則E1>E2，E1>E3，所以選項A、B錯誤；同一等勢面上的電勢是相等的，選項C錯誤，選項D正確．2．在點電荷Q形成的電場中有一點A，當(dāng)一個－q的摸索電荷從電場的無限遠處被移到電場中的A點時，電場力做的功為W，則摸索電荷在A點的電勢能及電場中A點的電勢分別為(A)A．EpA＝－W，φA＝W/qB．EpA＝W，φA＝－W/qC．EpA＝W，φA＝W/q D．EpA＝－W，φA＝－W/q解析：由W＝－EpA，可得：EpA＝－W，由φ＝eq\f(Ep,q)得：φA＝eq\f(EpA,qA)＝eq\f(－W,－q)＝eq\f(W,q).故只有A正確．3.如圖所示，實線為不知方向的3條電場線，從電場中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子，僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示．則(C)A．a(chǎn)肯定帶正電，b肯定帶負電B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加D．兩個粒子的動能，一個增加一個減小解析：設(shè)電場線為正點電荷的電場線，則由軌跡可判定a帶正電，b帶負電；若電場線為負點電荷的電場線，則a帶負電，b帶正電，A錯．由粒子的偏轉(zhuǎn)軌跡可知電場力對a、b均做正功，動能增加，B、D錯；但由電場線的疏密可判定，a受電場力漸漸減小，加速度減小，b正好相反，故選項C正確．4．三個點電荷電場的電場線分布如圖所示，圖中a、b兩點處的場強大小分別為Ea、Eb，電勢分別為φa、φb，則(C)A．Ea>Eb，φa>φbB．Ea<Eb，φa<φbC．Ea>Eb，φa<φbD．Ea<Eb，φa>φb解析：依據(jù)電場線的疏密表示場強的大小可知：Ea>Eb；依據(jù)順著電場線電勢越來越低的規(guī)律可知：φa<φb，C正確．5．a(chǎn)和b為電場中的兩個點，假如把q＝－2×10－8C的負電荷從a點移動到b點，電場力對該電荷做了4×10－7A．增加了4×10－7JB．增加了2×10－8JC．削減了4×10－7JD．削減了8×10－15J解析：電場力做正功電勢能減小，而且W＝－ΔE，即C選項正確．6.a、b、c、d分別是一個菱形的四個頂點，∠abc＝120°.現(xiàn)將三個等量的正點電荷＋Q分別固定在a、b、c三個頂點上，將一個電量為＋q的點電荷依次放在菱形中心點O點和另一個頂點d點處，兩點相比(C)A．d點電場強度的方向由d指向OB．＋q在d點所具有的電勢能較大C．d點的電勢小于O點的電勢D．d點的電場強度大于O點的電場強度解析：由電場強度的疊加可知d點場強方向由O指向d，A錯；由O到d合場強方向均沿Od，故d點電勢小于O點電勢，＋q在O點具有的電勢能較大，B錯、C對；三個點電荷在d點產(chǎn)生的場強大小相等，疊加后Ed＝2keq\f(Q,r2)，O點場強EO＝eq\f(4kQ,r2)，Ed＜EO，D錯．7．兩個固定的等量異號點電荷所產(chǎn)生電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中A點沿圖示方向進入電場在紙面內(nèi)飛行，最終離開電場，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場中(C)A．做直線運動，電勢能先變小后變大B．做直線運動，電勢能先變大后變小C．做曲線運動，電勢能先變小后變大D．做曲線運動，電勢能先變大后變小解析：依據(jù)題中給出的等勢面分布狀況可以畫出電場中電場線的分布狀況，帶負電的粒子受電場力作用將向上偏，做曲線運動，電場力對帶電粒子先做正功，但帶電粒子最終又離開電場，所以帶電粒子從零勢面進入電場最終又到無窮遠處，又回到零等勢面，所以帶電粒子的動能不變，即電場力后做負功，電勢能先減小后增大，故選項C正確．二、多項選擇題8．某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是(BD)A．c點場強大于b點場強B．a(chǎn)點電勢高于b點電勢C．若將一摸索電荷＋q由a點釋放，它將沿電場線運動到b點D．若在d點再固定一點電荷－Q，將一摸索電荷＋q由a移至b的過程中，電勢能減小解析：電場線疏密表示電場強度的大小，則Eb>Ec，因此A選項錯；沿電場線方向，電勢漸漸降低，則φa>φb，因此B選項正確；由力與運動關(guān)系可知C選項錯；在d點再固定一點電荷－Q，將正電荷由a移至b的過程中，電場力做正功，電勢能減小，則D選項正確．9.如圖所示，在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷＋Q、－Q，虛線是以＋Q所在點為圓心、eq\f(L,2)為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、d兩點關(guān)于x軸對稱．下列推斷正確的是(ABD)A．b、d兩點處的電勢相同B．四個點中c點處的電勢最低C．b、d兩點處的電場強度相同D．將一摸索電荷＋q沿圓周由a點移至c點，＋q的電勢能減小解析：依據(jù)等量異種點電荷電場線及等勢線的分布可知b、d兩點電勢相同，電場強度大小相等、方向不同，選項A對，C錯．c點電勢為0，由a經(jīng)b到c，電勢越來越低，正電荷由a經(jīng)b到c電勢能越來越小，選項B、D對．10.圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線．兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的肯定值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示．點a、b、c為實線與虛線的交點，已知O點電勢高于c點．若不計重力，則(BD)A．M帶負電荷，N帶正電荷B．N在a點的速度與M在c點的速度大小相同C．N在從O點運動至a點的過程中克服電場力做功D．M在從O點運動至b點的過程中，電場力對它做的功等于零解析：由O點電勢高于c點電勢知，場強方向垂直虛線向下，由兩粒子運動軌跡的彎曲方向知N粒子所受電場力方向向上，M粒子所受電場力方向向下，故M粒子帶正電、N粒子帶負電，A錯誤．N粒子從O點運動到a點，電場力做正功．M粒子從O點運動到c點電場力也做正功．因為UaO＝UOc，且M、N粒子質(zhì)量相等，電荷的肯定值相等，由動能定理易知B正確．因O點電勢低于a點電勢，且N粒子帶負電，故N粒子運動中電勢能削減，電場力做正功，C錯誤．O、b兩點位于同一等勢線上，D正確．三、非選擇題11．將帶電荷量為6×10－6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做功為3×10－5J，再從B點移到C點，電場力做功為1.2×10－5(1)電荷從A移到B，再從B移到C的過程中，電勢能共變更了多少？(2)若規(guī)定A點電勢為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？(3)若規(guī)定B點電勢為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？答案：(1)1.8×10－5J(2)3×10－5J1.8×10－5J(3)－3×10－5J－1.2×10－5J解析：(1)電荷從A到B點的過程電勢能增加ΔEp1＝3×10－5J再從B點移到C點時，電勢能削減ΔEp2＝1.2×10－5J則電荷從A移到C的過程中電勢能增加了ΔE＝ΔEp1－ΔEp2＝3×10－5J－1.2×10－5J＝1.8×10－5J.(2)若規(guī)定A點電勢為零，則EpB＝0＋ΔEp1＝3×10－5JEpC＝0＋ΔE＝1.8×10－5J.(3)若規(guī)定B點電勢為零，則由A到B過程電勢能增加3×10－5J.ΔEp1＝EpB－EpAEpA＝EpB－ΔEp1＝0－3×10－5J＝－3×10－5J電荷由B到C時電勢能削減ΔEp2＝1.2×10－5J，則ΔEp2＝－(EpC－EpB)＝EpB－EpCEpC＝EpB－ΔEp2＝0－1.2×10－5J＝－1.2×10－5J.12.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點，在圓心處有一固定的正點電荷，B點為AC的中點，C點位于圓周的最低點．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為－q、套在桿上的帶負電小球(可視為質(zhì)點)從A點由靜止起先沿桿下滑．已知重力加速度為g，A點距過C點的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點時的速度大小為2eq\r(gR).求：(1)小球滑至C點時的速度大?。?2)若以C點作為參考點(零電勢點)，試確定A點的電勢．答案：(1)eq\r(7gR)(2)eq\f(－mgR,2q)解析：(1)因為B、C兩點電勢相等，故小球從B到C的過程中電場力做的總功為零，由幾何關(guān)系可得BC的豎直高度hBC＝eq\f(3R,2)依據(jù)動能定理有mg×eq\f(