资源简介

人教版必修三10.1电势能和电势
（共18题）
一、选择题（共10题）
电场中有 、 两点，把电荷从 点移到 点的过程中，电场力对电荷做正功，则
A．电荷的电势能减少 B．电荷的电势能增大
C． 点场强比 点大 D． 点电势比 点小
静电场中有 ， 两点，已知 点的电势高于 点的电势，则下面说法中正确的是
A． 点与 点连线方向就是电场线方向
B．一个点电荷在 点受的电场力总要大于在 点处受到的电场力
C． 点的电场强度一定大于 点的电场强度
D．一个正点电荷从 点移到 点，它的电势能一定增加
如图所示，、两点位于以负点电荷为球心的球面上，点在球面外，则　　
A．点场强的大小比点大 B．点场强的大小比点小
C．点电势比点高 D．点电势比点低
两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示， 是两负电荷连线的中点， 、 两点到中间负电荷的距离相等，则
A． 点的电场强度比 点的小 B． 点的电势比 点的低
C． 点的电场强度比 点的小 D． 点的电势比 点的高
已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零，电势处处相等，如图所示，正电荷均匀分布在半球面上， 为通过半球顶点与球心 的轴线， 、 为轴上的点，且 。 、 为直径上的两点，且 ，则下列判断正确的是
A． 点的电势与 点的电势相等
B． 点的电场强度与 点的电场强度大小不相等
C． 点的电场强度与 点的电场强度相同
D．在 点由静止开始释放重力不计的带正电粒子，该粒子将沿 做匀加速直线运动
真空中有两个点电荷 和 ，带同种等量电荷， 、 为 、 连线上的两点， 、 为 、 连线中垂线上的两点，如图所示，则关于 、 、 、 四点的电场强度和电势，下列说法正确的是
A． B． C． D．
如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷 、 ，分别固定在 、 两点， 为 连线的中点， 为 的垂直平分线上关于 连线对称的两点，在 之间的 点由静止释放一个带负电的小球 （设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内， 在 连线上做往复运动，则
A． 、 两点电荷产生的电场在中垂线上合场强从 至 一定先减小后增大
B．小球 的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过 点时的速率不断增大
C．点电荷 、 的带电量同时等量地缓慢增大，则小球 往复运动过程中周期不断减小
D．点电荷 、 的带电量同时等量地缓慢增大， 、 两点的电势差 不断变大
如图所示为两个等量正电荷的电场， 为连线中点， 、 为与 距离相等的两点。 、 为过 点的垂直平分线上与 距离相等的两点，下列说法正确的是
A．如将一带正电的粒子从 点由静止释放，该电荷必定会通过 点
B．如将一带正电的粒子从 点由静止释放，粒子的电势能会先增大后减小
C．如将一带正电的粒子从 点由静止释放，在 点有最大加速度
D．如将一带正电的粒子从 点由静止释放，在 点具有的动能最大
如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于 点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为 ，最低点为 ，不计空气阻力，则
A．小球带负电
B．电场力跟重力平衡
C．小球在从 点运动到 点的过程中，电势能减小
D．小球在运动过程中机械能守恒
如图所示， 、 、 、 为正四面体的四个顶点， 点为 点在底面上的投影，在 、 两点分别放置等量的点电荷，则
A．如果是等量的同种电荷，则 点电势大于 点电势
B．如果是等量的同种电荷，则 、 两点的电场强度相同
C．如果是等量的异种电荷，则在 点电势大于 点电势
D．如果是等量的异种电荷，则 、 两点的电场强度相同
二、填空题（共4题）
为了描述电场的力的性质和能的性质，物理学中引入了 和 两个物理量。
如图电场中， 、 两点的电场强度大小为 ，其理由是 ；电势 ，其理由是 。
在电场中的 点放有电荷量为 的检验电荷 ，其电势能为 ，则 点电势为 。换成电荷量为 的检验电荷 放在 点，则 点电势为 。
如图为点电荷 产生的电场，图中虚线为等势线。若将两个带正电的检验电荷 、 分别从 、 两点移动到无穷远的过程中，外力克服电场力做的功均为 ，已知 ，取无限远处的电势为零，则 点电势 ， 的电荷量 （选填“等于”、“小于”或“大于”） 的电荷量。
三、解答题（共4题）
如图所示，在同一条电场线上，有 、 两点，两点的电势分别是 ，，将电荷量 的点电荷从 移到 ，电场力做功多少？电势能变化了多少。
将带电荷量为 的正电荷，从无限远处移到电场中的 点，要克服电场力做功 ，（以无限远处电势为零）求：
(1) 电荷的电势能是增加还是减少？求出电荷在 点的电势能。
(2) 点的电势是多少。
(3) 在 点放上一个带电荷量为 的负电荷，该电荷具有的电势能是多少。
如图所示，带正电的 球固定在足够大的光滑绝缘斜面上，斜面的倾角 ，其带电量 ；质量 、带电量 的 球在离 球 处由静止释放，两球均可视为点电荷。(静电力恒量 ，， )
(1) 球在 球释放处产生的电场强度大小和方向。
(2) 球的速度最大时两球间的距离。
(3) 若 球运动的最大速度为 ，求 球从开始运动到最大速度的过程中电势能怎么变？变化量是多少？
如图所示，光滑绝缘的半圆形轨道 固定在竖直面内，圆心为 ，轨道半径为 ， 为轨道最低点。该装置右侧的 圆弧置于水平向右的足够大的匀强电场中。某一时刻一个带电小球从 点由静止开始运动，到达 点时，小球的动能为 ，进入电场后继续沿轨道运动，到达 点时小球的电势能减少量为 ，试求：
(1) 小球所受重力和电场力的大小。
(2) 小球脱离轨道后到达最高点时的动能。
答案
一、选择题（共10题）
1. 【答案】A
【解析】AB选项：据题电荷从 点移到 点的过程中，电场力对电荷做正功，则电荷的电势能减少，故A正确，B错误；
C选项：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少，但电场力做功的正负与场强的大小无关，所以不能判断场强的大小，故C错误；
D选项：由于不清楚电荷电性，无法判断电势高低，故D错误。
2. 【答案】D
【解析】A选项：静电场中有 、 两点， 点处电势高于 点处电势，则电场线由 点所在等势面指向 点所在等势面，但 、 两点不一定在同一电场线上，故A错误；
B选项，C选项： 点处电势高于 点处电势， 点的场强不一定大于 点的场强，一个电荷在 点受到的静电力不一定大于在 点受到的静电力，故BC错误；
D选项：一个正电荷从 点移到 点，电场力做负功，其电势能增加，故D正确。
故选D。
3. 【答案】D
【解析】【分析】根据点电荷电场强度的计算公式判断电场强度的大小；根据沿电场线方向电势降低分析电势高低。
【解析】解：、根据点电荷电场强度的计算公式可知，点场强的大小和点电场强度大小相等，点场强的大小比点大，故错误；
、、在以负点电荷为球心的同一球面上，即在同一等势面上，故点电势和点电势相等，根据沿电场线方向电势降低可得点电势比点低，故错误、正确。
故选：。
【点评】本题主要是考查电场强度大小的判断和电势高低的判断，掌握电场强度的计算公式和电势高低的判断方法是关键。
4. 【答案】D
5. 【答案】C
【解析】A．根据电场的叠加原理可以知道， 轴上电场线方向向右，则 点的电势高于 点的电势，故A错误；
B．根据电场的叠加原理可以知道， 点的电场强度与 点的电场强度大小相等，方向不相同，故B正确；
C．将题中半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，设左、右半球在 点产生的场强大小分别为 和 。由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知 。
根据对称性可以知道，左、右半球在 点产生的场强大小分别为 和 ，且 。则在图示电场中， 的场强大小为 ，方向向右， 的场强大小为 ，方向向右，所以 点的电场强度与 点的电场强度相同，所以C选项是正确的；
D．在 点由静止开始释放重力不计的带正电粒子，因为电场强度是变化的，所以粒子所受的电场力是变化的，则该粒子将做变加速直线运动，故D错误。
6. 【答案】A
【解析】电场强度看电场线的疏密，电势沿着电场线方冋电势逐渐降低，，，。
7. 【答案】C
8. 【答案】D
【解析】AB.若将一带正电的粒子从 点由静止释放，粒子的受力情况如下图：
两个电荷对粒子的合力沿两电荷的垂直平分线且朝向远离 点的方向。所以，粒子将沿垂直平分线向上做加速运动，粒子不会通过 点，故A错误；粒子动能增大，由能量守恒知电势能减小，故B错误；CD.若将一带正电的粒子从 点由静止释放，粒子的受力情况如下图：
因为两个正电荷电量相等，由 知，当粒子在 点左侧时，，合力向右。当粒子在 点右侧时，，合力向左。所以，粒子从 点到 点向右做加速运动，由对称性知粒子从 点到 点做减速运动，到达 点后速度减为零，随后在 、 间做往返运动。所以，粒子在 点速度最大，动能最大。故D正确；当粒子在 点时，，得 。所以，粒子在 点加速度为零，故C错误。
9. 【答案】B
【解析】据题小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力，电场力和细绳的拉力，电场力与重力平衡，则知小球带正电，故A错误，B正确；
小球在从 点运动到 点的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大，故C错误；
由于电场力做功，所以小球在运动过程中机械能不守恒，故D错误。
故选B。
10. 【答案】D
二、填空题（共4题）
11. 【答案】电场强度；电势
【解析】物理学中用电场强度来描述电场力的性质，用电势来描述电场能的性质。
12. 【答案】电场线越密集；沿电场线方向电势降低
【解析】在电场线中，电场线遇密集场强越大，沿电场线方向电势降低。
13. 【答案】；
14. 【答案】；
【解析】从 、 两点移动到无穷远处的过程中，外力克服电场力做功均为 ，电势能增加 ，以无穷远为零势点， 在 点电势能为 ，
根据电势公式， 点电势 ，
根据题意 点电势高于 点， 点到无穷远处的电势差大于 点到无穷远处的电势差，由电场力做功公式 ， 的电荷量大于 的电荷量。
故答案为：；大于。
三、解答题（共4题）
15. 【答案】 ；
【解析】 两点间电势差 ，，电势能增大 。
16. 【答案】
(1) 增加；
(2)
(3)
【解析】
(1) 克服电场内做功，所以电势能增加，
电势能增量 ，
又 无穷远电势为零，电势能为零， ，
。
(2) ，。
(3) 。
17. 【答案】
(1) ，方向沿斜面向上
(2)
(3) 电势能变小，变化量是
【解析】
(1) 球在 球释放处产生的电场强度大小：，方向沿斜面向上。
(2) 当静电力等于重力沿斜面向下的分力时 球的速度最大，即：，解得 。
(3) 由于 ，可知，两球相互远离，则 球从开始运动到最大速度的过程中电场力做正功，电势能变小；根据功能关系可知： 球减小的电势能等于它动能和重力势能的增加量，所以 球电势能变化量为 ，
解得：。
18. 【答案】
(1) ；
(2)
【解析】
(1) 从 到 由动能定理得：，
解得：，
从 到 电场力做功：，
解得：。
(2) 从 到 的过程由动能定理得：，
解得：，
小球脱离轨道后竖直方向做匀减速运动，设到最高点的时间为 ，
由速度公式得：，
由位移公式得上升的高度：，
水平方向做匀加速运动，到最高点发生的水平位移 ，
小球脱离轨道到最高点的过程由动能定理得：，
联立解得：。

展开更多......

收起↑