2024年高考物理必修三專題練習第1節(jié) 電勢能和電勢

《模型畫法·物理課堂》馮考必勝第1節(jié)電勢能和電勢【刷基礎】【題型1電場力做功的特點】1．[廣西桂林十八中2020高二上期中]如圖所示，在勻強電場中有A、B兩點，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點，第一次沿直線AB移動該電荷，電場力做功為W1；第二次沿路徑ACB移動該電荷，電場力做功W2；第三次沿曲線ADB移動該電荷，電場力做功為W3，則()A．W1>W2>W3B．W1<W2<W3C．W1＝W2＝W3D．W1＝W2>W3答案：C解析：假設A、B兩點相距l(xiāng)，直線AB與電場線的夾角為θ(θ<90°)，根據(jù)功的定義可知，電場力做的功均為W＝qElcosθ，故沿三種路徑移動該電荷，電場力做功相等，C正確，A、B、D錯誤．【題型2電場力做功與電勢能的關系】2．[山西運城永濟中學2021高二上月考]下列關于電荷的電勢能的說法正確的是()A．電荷在電場強度大的地方，電勢能一定大B．電荷在電場強度為零的地方，電勢能一定為零C．只在電場力的作用下，電荷的電勢能一定減少D．只在電場力的作用下，電荷的電勢能可能增加，也可能減少答案：D解析：電場強度與電勢能無關，電荷在電場強度為零的地方，電勢能不一定為零，電勢能有相對性，可人為規(guī)定零勢能面，A、B錯誤；只在電場力作用下，若電荷從靜止開始運動，電場力做正功電勢能減少，若電荷在電場力作用下在電場中做減速運動，則電場力做負功，電勢能增大，D正確，C錯誤．3．如圖所示，a、b、c為電場中同一條水平方向電場線上的三點，c為ab中點．a(chǎn)、b兩點的電勢分別為φa＝5V、φb＝3V．下列敘述正確的是()A．該電場在c點處的電勢一定為4VB．a(chǎn)點處的場強Ea一定大于b點處的場強EbC．一正電荷在c點的電勢能一定大于在b點的電勢能D．一正電荷運動到c點時受到的電場力由c指向a答案：C解析：當該電場是勻強電場時，由于沿電場方向相同距離電勢差相等，則在c點處的電勢一定為4V；當該電場不是勻強電場時，在c點處的電勢不一定為4V，故A錯誤．根據(jù)一條電場線無法比較兩點處電場線的疏密，就無法比較兩點處場強的大小，則a點處的場強Ea不一定大于b點處的場強Eb，故B錯誤．根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低，電場線方向從a指向b，可知c點的電勢高于b點的電勢，根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大可知，正電荷在c點的電勢能一定大于在b點的電勢能，故C正確．電場線方向從a指向b，正電荷運動到c點時受到的電場力由c指向b，故D錯誤．4．[湖北廣水一中2021高二上月考](多選)某靜電除塵設備集塵板的內(nèi)壁帶正電，設備中心位置有一個帶負電的放電極，它們之間的電場線分布如圖所示，虛線為某帶電煙塵顆粒(重力不計)的運動軌跡，A、B是軌跡上的兩點，C點與B點關于放電極對稱．下列說法正確的是()A．A點電勢低于B點電勢B．A點電場強度小于C點電場強度C．煙塵顆粒在A點的動能大于在B點的動能D．煙塵顆粒在A點的電勢能大于在B點的電勢能答案：AD解析：由沿電場線方向電勢降低知，A點電勢低于B點電勢，A正確；由題圖可知，A點電場線比C點密集，因此A點電場強度大于C點電場強度，B錯誤；煙塵顆粒帶負電，從A到B的過程中，電場力做正功，動能增加，煙塵顆粒在A點的動能小于在B點的動能，C錯誤；煙塵顆粒帶負電，從A到B的過程中，電場力做正功，電勢能減小，煙塵顆粒在A點的電勢能大于在B點的電勢能，D正確．【題型3對電勢的理解】5．關于電勢的高低，下列說法正確的是()A．沿著電場線的方向電勢不一定降低B．電勢降低的方向一定是電場線的方向C．正電荷只在電場力的作用下，一定向電勢低的地方移動D．負電荷只在電場力的作用下由靜止釋放，一定向電勢高的地方移動答案：D解析：沿著電場線方向電勢逐漸降低，故A錯誤．沿著電場線方向電勢降低，但是電勢降低的方向不一定是電場線的方向，電勢降低最快的方向是電場線的方向，故B錯誤．正電荷受力方向為電場強度的方向，正電荷的速度方向不確定，正電荷不一定向電勢低的地方移動，故C錯誤．負電荷受力方向為電場強度的反方向，負電荷由靜止釋放，一定向電勢高的地方移動，故D正確．6．[黑龍江哈爾濱哈師大附屬中學2021高二上月考]在靜電場中，關于場強和電勢的說法正確的是()A．電場強度大的地方電勢一定高B．電勢為零的地方場強可以不為零C．場強為零的地方電勢一定為零D．沿電場線方向，電勢越來越低，場強越來越小答案：B解析：電勢與電場強度沒有必然的聯(lián)系，電勢為零的地方場強可以不為零，A錯誤，B正確；零電勢點是人為規(guī)定的，場強為零的地方電勢可能為零，也可能不為零，C錯誤；沿電場線方向，電勢越來越低，場強不一定越來越小，D錯誤．【題型4電勢高低的判斷方法】7．(多選)某電場的電場線分布如圖所示，以下說法錯誤的是()A．c點場強大于b點場強B．a(chǎn)點電勢高于b點電勢C．若將一試探電荷＋q由a點靜止釋放，它將沿電場線運動到b點D．若在d點再固定一點電荷－Q，將一試探電荷＋q由a移至b的過程中，電勢能減小答案：AC解析：電場線密的地方場強大，所以b點場強大于c點場強，A錯誤；沿著電場線方向電勢逐漸降低，則a點電勢高于b點電勢，B正確；由題圖可知，該電場不是勻強電場，a、b所在電場線是曲線，說明電場的方向是不斷變化的，所以若將一試探電荷＋q由a點靜止釋放，它不可能沿電場線運動到b點，C錯誤；若不加點電荷－Q，將一試探電荷＋q由a點移至b點的過程中，電勢降低，則電場力做正功，因此電勢能減小，若在d點再固定一點電荷－Q，－Q產(chǎn)生的電場中，a點距－Q遠一些，所以a點的電勢高，所以將一試探電荷＋q由a移至b的過程中，電勢能也減小，故在d點再固定一點電荷－Q，將一試探電荷＋q由a移至b的過程中，電勢能減小，D正確．本題選說法錯誤的，故選A、C.8．[湖南邵陽邵東第一中學2021高二上月考]將點電荷＋q從零電勢處移入電場中的M點，電場力做功為6.0×10－9J，若將點電荷－q從電場中N點移向零電勢處，電場力做功為7.0×10－9J，則M、N兩點的電勢φM、φN有如下關系()A．φM<φN<0B．φN>φM>0C．φN<φM<0D．φM>φN>0答案：C解析：帶正電的點電荷從零電勢處到M點，電場力做正功，則正電荷在M點的電勢能為－6.0×10－9J，同理可知，負電荷在N點的電勢能為7.0×10－9J，正、負點電荷所帶電荷量分別為＋q、－q，則，，所以φN<φM<0，C正確，A、B、D錯誤．【刷易錯】【易錯點易混淆電場強度、電勢能與電勢的關系】9．[北京清華附中朝陽學校2021高二上質(zhì)量檢測]下列說法中正確的是()A．帶電粒子沿電場線移動，電勢能減少B．帶電粒子沿電場線移動，電場強度減小C．沿電場線方向電勢降低，場強可能增大D．電勢降低的方向就是場強的方向答案：C解析：若帶正電的粒子沿著電場線方向移動，電場力做正功，電勢能減?。蝗魩ж撾姷牧Ｗ友刂妶鼍€方向移動，電場力做負功，電勢能增大，A錯誤；電場強度取決于電場線的疏密程度，與運動方向無關，B錯誤；沿電場線方向電勢降低，如果電場線變密則場強變大，如果沿電場線方向電場線變疏則場強變小，C正確；沿場強方向電勢一定降低，但電勢降低的方向并不一定是場強的方向，電勢降低最快的方向才是場強方向，D錯誤．【刷提升】1．[浙江臺州書生中學2020高二上月考]金屬板和板前一正點電荷形成的電場線分布如圖所示，A、B、C、D為電場中的四個點，則()A．B、D兩點的電勢相等B．B點的電場強度比D點的大C．負電荷在C點的電勢能低于在A點的電勢能D．正電荷在D點由靜止釋放，只受電場力作用沿電場線運動到B點答案：C解析：沿著電場線方向電勢逐漸降低，所以D點電勢比B點電勢高，故A錯誤；電場線的疏密表示電場強度的大小，由圖可知，B點電場線比D點稀疏，因此B點的電場強度比D點的小，故B錯誤；C點電勢比A點電勢高，所以負電荷在C點的電勢能低于在A點的電勢能，故C正確；正電荷在D點由靜止釋放，所受電場力的方向沿電場線的切線方向，所以正電荷運動的軌跡不會沿電場線，故D錯誤．2．[福建三明永安第三中學2021高二上月考](多選)如圖所示，電場中有A、B兩點，則下列說法中正確的是()A．電勢φA＞φB，場強EA＞EBB．電勢φA＞φB，場強EA＜EBC．將＋q電荷從A點移到B點電場力做了正功D．將－q電荷分別放在A、B兩點時具有的電勢能EpA＞EpB答案：BC解析：由電場線越密電場強度越大知，EA＜EB，由沿電場線方向電勢降低知，φA＞φB，A錯誤，B正確；＋q電荷在A點的電勢能大于B點的電勢能，故將＋q電荷從A點移動到B點電場力做正功，C正確；由負電荷在電勢低處電勢能大知，EpA＜EpB，D錯誤．3．[四川綿陽南山中學2021高二上月考](多選)英國科學家法拉第最先嘗試用“線”描述電場，有利于形象理解不可直接觀察的電場的強弱分布．如圖所示為一對等量異種點電荷，電荷量分別為＋Q、－Q.實線為電場線，虛線圓的圓心O在兩電荷連線的中點，a、b、c、d為圓上的四個點，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b兩點的電場強度相同B．b、c兩點的電場強度不同C．c點的電勢高于d點的電勢D．d點的電勢等于a點的電勢答案：BD解析：根據(jù)等量異種電荷周圍的電場線分布情況和對稱性知，a、b兩點的電場強度大小相等，方向不同，即a、b兩點的電場強度不同，A錯誤；根據(jù)等量異種電荷周圍的電場線分布情況和對稱性知，b、c兩點的電場強度大小相等，方向不同，即b、c兩點的電場強度不同，B正確；電場線起始于正電荷(或無窮遠)終止于負電荷(或無窮遠)，由沿電場線方向電勢逐漸降低知，d點的電勢高于c點的電勢，C錯誤；根據(jù)等量異種點電荷電場線關于兩點電荷的連線對稱知，a點的電勢等于d點的電勢，D正確．4．(多選)如圖所示，ABCDEF為正六邊形的六個頂點，P、Q、M分別為AB、ED、AF的中點，O為正六邊形的中心．現(xiàn)在六個頂點依次放入等量正、負電荷．若取無窮遠處電勢為零，以下說法中正確的有()A．P、Q、M各點的場強相同B．P、Q、M各點電勢均為零C．O點電勢與場強均為零D．將一負檢驗電荷從P點沿直線PM移到M點的過程中，電勢能始終保持不變答案：BC解析：由題意可知，等量正、負電荷位于正六邊形的六個頂點，根據(jù)點電荷的電場強度，結合電場強度的疊加原理可知，P、Q、M各點的場強大小相等，但方向不同，故A錯誤；根據(jù)等量異種點電荷中垂線的電勢為零，再由對稱性可知，P、Q、M、O各點電勢均為零，故B正確；根據(jù)題圖可知，O點場強可看成三個負點電荷與三個正點電荷在該處產(chǎn)生的電場疊加而成，且各個點電荷電荷量均相同，則O點電場強度為零，故C正確；負檢驗電荷從P點移到M點的過程中，電勢由零升高，后又降為零，電勢能先減小后增大，故D錯誤．5．平行x軸方向的靜電場的場強E隨x的變化關系如圖所示，規(guī)定x軸正方向為場強正方向，帶負電的點電荷沿x軸運動，則點電荷()A．由x1運動到x3的過程中電勢能增大B．由x1運動到x3的過程中電勢能減小C．由x1運動到x4的過程中電勢先減小后增大D．由x1運動到x4的過程中所受電場力先減小后增大答案：B解析：點電荷由x1運動到x4的過程中，場強沿x軸負方向，則帶負電的點電荷由x1運動到x4逆著電場線方向移動，電勢升高，電勢能減小，故A、C錯誤，B正確；點電荷由x1運動到x4的過程中，電場強度的大小先增大后減小，由F＝qE知，電場力先增大后減小，故D錯誤．6．[黑龍江哈爾濱第六中學2021高二上月考]如圖甲所示，兩個點電荷Q1、Q2固定在x軸上距離為L的兩點，其中Q1帶正電，位于原點O，a、b是它們連線延長線上的兩點，其中b點與O點相距3L.現(xiàn)有一帶負電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點開始經(jīng)b點向遠處運動(粒子只受電場力作用)，設粒子經(jīng)過a、b兩點時的速度分別為va、vb，其速度隨坐標x變化的圖像如圖乙所示，則以下判斷正確的是()A．Q1∶Q2＝4∶9B．b點的場強一定為零C．a(chǎn)點的電勢比b點的電勢高D．粒子在a點的電勢能比b點的電勢能小答案：B解析：由圖像可知，粒子在b點之前做加速運動，b點之后做減速運動，故粒子在b點加速度為零，由于粒子只受電場力，所以b點場強為零，故Q2帶負電，因此，解得Q1∶Q2＝9∶4，A錯誤，B正確；因為帶負電粒子在ab段做加速運動，電場力做正功，電勢能減小，所以在ab段電場線方向由b指向a，由沿電場線方向電勢逐漸降低知，a點的電勢比b點的電勢低，粒子在a點的電勢能比b點的電勢能大，C、D錯誤．7．[四川成都棠湖中學2021高二上月考]如圖所示，虛線a、b、c是某電場的三條電場線，實線為一帶負電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，據(jù)此可知()A．帶電粒子在P點的加速度比在Q點的加速度小B．電場中P點的電勢低于Q點的電勢C．帶電粒子在P點的電勢能比在Q點的大D．帶電粒子在P點的動能大于在Q點的動能答案：D解析：電場線越密電場強度越大，由題圖知，帶電粒子在P點所受電場力大，則帶電粒子