【文档说明】【精准解析】2020-2021学年物理人教版必修第三册课时作业：10-1电势能和电势.docx，共(10)页，143.879 KB，由小赞的店铺上传

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课时作业5电势能和电势时间：45分钟一、单项选择题1．下列说法中正确的是(D)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大D．场强为零处，电势不一定为零解析：电场线密集处场强大，电势不一定高，A错；沿电场线方向电势降低，但场强不一定减

小，B错；正电荷在电势高处具有较大电势能，但对于负电荷正好相反，C错；场强大小与电势高低无必然关系，D对．2．在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个－q的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(A)

A．EpA＝－W，φA＝W/qB．EpA＝W，φA＝－W/qC．EpA＝W，φA＝W/qD．EpA＝－W，φA＝－W/q解析：由W＝－EpA，可得：EpA＝－W，由φ＝Epq得：φA＝EpAqA＝－W(－q)＝Wq

.故只有A正确．3.如图所示，在O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2，由C点移到B点电场力做功为W3，则三者关系为(C)A．W1＝W2＝W3<0B

．W1>W2＝W3>0C．W1＝W3>W2＝0D．W3>W1＝W2＝0解析：因A、C两点电势相等，所以W1＝W3>W2＝0，所以C正确．4.三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φ

b，则(C)A．Ea>Eb，φa>φbB．Ea<Eb，φa<φbC．Ea>Eb，φa<φbD．Ea<Eb，φa>φb解析：根据电场线的疏密表示场强的大小可知：Ea>Eb；根据顺着电场线电势越来越低的规律可知：φa<φb，C正确．5.如图所示，虚线a

、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知(A)A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的

小，比在P点时的大D．带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小解析：粒子做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向沿电场线向右，若粒子从P运动到Q，电场力做负功，电势能增大，动能减小，R点速度大于Q点速度，若粒子从Q运动到P，则电场力做正功

，电势能减小，动能增大，Q点速度小于R点速度，在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，故A正确，B错误；只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，动能与电势能之和保持不变，故C错误；由电场线疏密可知R点场强比Q点大

，电场力大，加速度大，故D错误．6.如图所示，高速运动的α粒子(带正电)被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则(B)A．α粒子在M点的速率比在Q点的大B．三点中，α粒子在N点的电势能最大C．在重核产生的电场中，M点的电势比

Q点的低D．α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功解析：高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，离原子核越近，速率越小，电势能越大，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，三点中，α粒子在N点的电势能最大，选项A错误，B正确．在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的高，α粒子从M点运动到Q

点，电场力对它做的总功为正功，选项C、D错误．二、多项选择题7．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点由静止开始沿管向下运动，在A点时小球的加速度为a

.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(BCD)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4倍C．小球从A到C的过程中电势能先减少后增加D．小球运动到C点的加速度为g－a解析：正点电荷形成的电场中，A、B两点距离点P不相等，电

势不相等，B点离点电荷近，电势高于A点，故A选项错误；根据电场强度的定义式可知，点电荷周围的场强E＝kQr2，根据几何关系rBrA＝12，则EBEA＝r2Ar2B＝41，则B点的电场强度大小是A点的4倍，故B选项正确；根据点电荷形成的电场的

场强分布情况可知，φA＝φC<φB，负电荷在电势高的地方电势能小，在电势低的地方电势能大，带负电的小球从A到C的过程中电势能先减少后增加，故C选项正确；设静电力沿细管方向提供的加速度为a电，小球在A点时，在重力和静电

力沿细管向下的分力提供向下的加速度，a＝gsin30°＋a电，在C点时，加速度a′＝gsin30°－a电，联立解得a′＝g－a，故D选项正确．8．两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直(导体表面各点电势相等)，a、b、c、d为电场中几个

点，并且a、d为紧靠导体表面的两点，选无穷远处为电势零点，则(BD)A．场强大小关系有Eb>EcB．电势大小关系有φb>φdC．将一负电荷放在d点时其电势能为负值D．将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功解析：同一电场中，电场线密的地方电场强度大，因此Eb<Ec，选项A错误；沿电场线方向电势

降低，且导体表面各点电势相等，因此φb>φd，选项B正确；由于无穷远处电势为零，故d点电势为负，负电荷放在d点时电势能为正值，选项C错误；由题图可知，φa>φd，则将正电荷由a点移至d点的过程中电势能减小，电场力做正功，选项D正确．9.如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速

度地释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中(AC)A．小物块所受的静电力减小B．小物块的电势能可能增加C．小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功D．M点的电势一定高于N点的电势解析：小物块从M点由静止释放，至N点

又静止，说明物块先加速后减速，因此物块一定受摩擦力的作用．其能量在重力势能、电势能和内能之间转化．Q为点电荷，由F＝kQqr2，因rM<rN，所以FN<FM，A正确；由小物块的初、末状态可知，小物块从M到N的过程先加速再减速，这说明，物块在运动过程中沿斜面向下的力在减小，而重

力和摩擦力均为恒力，所以电荷间的库仑力为斥力，且库仑力做正功，电势能减小，B错误；由功能关系可知，克服摩擦力做的功等于电势能的减少量和重力势能的减少量之和，故C正确；因不知Q和物块的电性，无法判断电势高低，D错误．10.如图所示

，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负试探电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是(BD)A．电荷从a到b加速度减小B．b处电势能大C．b处电势高D．电荷在b处速度小解析：由题图可知b处的电场线比a处的电场线密，说明b处的场强大于a处的场强．根据牛顿第二定律，试探电荷

在b处的加速度大于在a处的加速度，A选项错．由题图可知，电荷做曲线运动，必受到不等于零的合外力，即F≠0，且F的方向应指向运动轨迹的凹向．因为试探电荷带负电，所以电场线指向是从疏到密．再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a、b处电势高低关系是φa>φ

b，C选项错．根据试探电荷的位移方向与所受电场力的夹角大于90°，可知电场力对试探电荷做负功．功是能量变化的量度，可判断由a→b电势能增加，B选项正确．又因电场力做功与路径无关，系统的能量守恒，电势能增加则动能

减小，即速度减小，D选项正确．三、非选择题11．将带电荷量为1×10－8C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1×10－6J，(取无限远处电势为零)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？(2)A点的电势是多少？答案：(1)

增加1×10－6J(2)100V解析：(1)因静电力做负功，则电荷的电势能增加．因无限远处电势能为零，所以电荷在A点具有的电势能为1×10－6J.(2)A点电势为φA＝EpAq＝1×10－61×10－8V＝100V.12.如图所示，在电场强度为E＝1×104

N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L＝1m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m＝0.2kg、电荷量为q＝5×10－6C、带正电的小球．细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动．现将杆由水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中．(g取10m/s2)

(1)电场力对小球做功多少？小球电势能如何变化？(2)小球在最低点的动能为多少？答案：(1)5×10－2J电势能减少(2)2.05J解析：(1)电场力做功仅与初末位置有关．W电＝qE·L＝5×10－6×1×104×1

J＝5×10－2J.电场力做正功小球电势能减少．(2)由动能定理得：mgL＋W电＝EkB－0所以EkB＝0.2×10×1J＋5×10－2J＝2.05J.13.如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场

，电场强度大小E＝3.0×104N/C.有一个质量m＝4.0×10－3kg的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°.取g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°

＝0.80，tan37°＝0.75，不计空气阻力的作用．求：(1)求小球所带的电荷量及电性；(2)如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；(3)从剪断细线开始经过时间t＝0.20s，求这段时间内小球电势能的变化量．答案：(1)1.0×10－6C正电荷(2)12

.5m/s2(3)4.5×10－3J解析：(1)小球受到重力mg、电场力F和细线的拉力T的作用，由共点力平衡条件，得F＝qE＝mgtanθ解得q＝mgtanθE＝1.0×10－6C电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷(2)剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其

加速度为a，由牛顿第二定律，得mgcosθ＝ma，解得a＝gcosθ＝12.5m/s2(3)在t＝0.20s的时间内，小球的位移为L＝12at2＝0.25m小球运动过程中，电场力做的功W＝qELsinθ＝mgLsinθtanθ＝4.5×

10－3J所以小球电势能的变化量(减少量)ΔEp＝4.5×10－3J.