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

PAGE5-電勢能和電勢課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.下列說法正確的是()A.電荷從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到了B點(diǎn),路徑不同,靜電力做功的大小就可能不同B.電荷從電場中的某點(diǎn)起先動身,運(yùn)動一段時間后,又回到了該點(diǎn),則靜電力做功為零C.正電荷沿著電場線運(yùn)動,靜電力對正電荷做正功,負(fù)電荷逆著電場線運(yùn)動,靜電力對負(fù)電荷做負(fù)功D.電荷在電場中運(yùn)動,因?yàn)殪o電力可能對電荷做功,所以能量守恒定律在電場中并不成立解析靜電力做功和電荷運(yùn)動路徑無關(guān),所以選項(xiàng)A錯誤;靜電力做功只和電荷的初、末位置有關(guān),所以電荷從某點(diǎn)動身又回到了該點(diǎn),靜電力做功為零,選項(xiàng)B正確;正電荷沿電場線的方向運(yùn)動,則正電荷受到的靜電力和電荷的位移方向相同,故靜電力對正電荷做正功,同理,負(fù)電荷逆著電場線的方向運(yùn)動,靜電力對負(fù)電荷做正功,選項(xiàng)C錯誤;電荷在電場中雖然有靜電力做功,但是電荷的電勢能和其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化滿意能量守恒定律,選項(xiàng)D錯誤。答案B2.在靜電場中,將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做了負(fù)功,則()A.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度肯定比A點(diǎn)大B.電場線方向肯定從B指向AC.B點(diǎn)的電勢肯定比A點(diǎn)高D.該電荷的動能肯定削減解析從A到B,靜電力對正電荷做負(fù)功,該電荷電勢能增加,qφA<qφB,即φA<φB,故選項(xiàng)C正確;電場線不肯定是直線,選項(xiàng)B錯誤;該電荷除了受靜電力,是否還受其他力不清晰,選項(xiàng)D錯誤;條件不足,無法推斷A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小,選項(xiàng)A錯誤。答案C3.(多選)如圖所示,圖中的實(shí)線表示電場線,虛線表示只受靜電力作用的帶正電粒子的運(yùn)動軌跡,粒子先經(jīng)過M點(diǎn),再經(jīng)過N點(diǎn),可以判定()A.M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)的電勢B.M點(diǎn)的電勢低于N點(diǎn)的電勢C.粒子在M點(diǎn)受到的靜電力大于在N點(diǎn)受到的靜電力D.粒子在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能解析沿著電場線的方向電勢降低,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯誤;電場線越密,電場強(qiáng)度越大,同一粒子受到的靜電力越大,故選項(xiàng)C錯誤;粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)靜電力做正功,所以電勢能減小,所以選項(xiàng)D正確。答案AD4.如圖所示為某點(diǎn)電荷形成的電場,A、B為電場線上兩點(diǎn),則()A.點(diǎn)電荷帶負(fù)電,EA>EBB.點(diǎn)電荷帶正電,EA<EBC.點(diǎn)電荷帶負(fù)電,φA>φBD.點(diǎn)電荷帶正電,φA<φB答案C5.下列說法中正確的是()A.沿電場線的方向,電場強(qiáng)度肯定越來越小B.沿電場線的方向,電勢肯定越來越低C.電荷沿電場線方向移動,電勢能漸漸減小D.在靜電力作用下,正電荷肯定從電勢高處向電勢低處移動解析電場線的方向就是電場強(qiáng)度的方向,同時也是電勢降低的方向,但不肯定是電場強(qiáng)度減小的方向,故選項(xiàng)A錯誤,選項(xiàng)B正確。只有沿電場線方向移動正電荷,電荷電勢能才減小,負(fù)電荷則相反,故選項(xiàng)C錯誤。因?yàn)椴恢离姾傻某跛俣?所以選項(xiàng)D錯誤。答案B6.如圖所示,在電場強(qiáng)度為E=104N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,用一根長l=1m的絕緣細(xì)桿(質(zhì)量不計(jì))固定一個質(zhì)量為m=0.2kg、電荷量為q=5×10-6C的帶正電的小球。細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。現(xiàn)將桿由水平位置A輕輕釋放,在小球運(yùn)動到最低點(diǎn)B的過程中,靜電力對小球做功多少?小球電勢能如何變更?解析靜電力做功與路徑無關(guān)。在小球由A運(yùn)動到最低點(diǎn)B的過程中,靜電力對小球做的正功為W=qEl=5×10-6×104×1J=0.05J靜電力對小球做正功,小球電勢能削減,削減的電勢能為0.05J。答案0.05J電勢能削減0.05J實(shí)力提升1.(多選)如圖甲所示,Q1、Q2為兩個固定點(diǎn)電荷,其中Q1帶正電,它們連線的延長線上有a、b兩點(diǎn)。一正摸索電荷以肯定的初速度沿直線從b點(diǎn)起先經(jīng)a點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動,其速度圖像如圖乙所示。則()A.Q2帶正電B.Q2帶負(fù)電C.摸索電荷從b點(diǎn)到a點(diǎn)的過程中電勢能增大D.摸索電荷從b點(diǎn)到a點(diǎn)的過程中電勢能減小解析選項(xiàng)診斷結(jié)論A由v-t圖,從b點(diǎn)到a點(diǎn)v減小,故摸索電荷受向左的靜電力,因此Q2帶負(fù)電×B理由同選項(xiàng)A√C從b點(diǎn)到a點(diǎn),由于靜電力做負(fù)功,其電勢能增大√D理由同選項(xiàng)C×答案BC2.(多選)如圖所示,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線,虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡。設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB,電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是()A.電子肯定從A向B運(yùn)動B.若aA>aB,則Q靠近M端且為正電荷C.無論Q為正電荷還是負(fù)電荷肯定有EpA<EpBD.B點(diǎn)電勢可能高于A點(diǎn)電勢解析電子在電場中做曲線運(yùn)動,虛線AB是電子只在電場力作用下的運(yùn)動軌跡,電場力沿電場線指向曲線的凹側(cè),電場的方向與電場力的方向相反,如圖所示。由所給條件無法推斷電子的運(yùn)動方向,故A錯誤;若aA>aB,說明電子在A點(diǎn)受到的電場力較大,A點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大,依據(jù)點(diǎn)電荷的電場分布可知,靠近M端為場源電荷的位置,應(yīng)為正電荷,故B正確;無論Q為正電荷還是負(fù)電荷,肯定有電勢φA>φB,電子的電勢能Ep=-eφ,電勢能是標(biāo)量,所以肯定有EpA<EpB,故C正確,D錯誤。答案BC3.一個勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向水平向左,如圖所示,一個質(zhì)量為m的帶正電的小球以初速度v0從O點(diǎn)動身,在靜電力與重力的作用下,恰能沿與電場強(qiáng)度的反方向成θ角的直線運(yùn)動。求小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時的電勢能與在O點(diǎn)時的電勢能之差。解析設(shè)電場強(qiáng)度為E,小球帶電荷量為q,因小球做直線運(yùn)動,它所受的靜電力qE和重力mg的合力必沿此直線,如圖所示,有qE=mgtanθ,F合=小球做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a=gsin設(shè)從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的位移為x,則v02=2運(yùn)動的水平距離為L=xcosθ;兩點(diǎn)的電勢能之差ΔEp=qEL;由以上各式得ΔEp=12mv0答案12mv4.電荷量為q=1×10-4C的帶正電小物塊置于粗糙的絕緣水平面上,所在空間存在沿水平方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E與時間t的關(guān)系及物塊速度v與時間t的關(guān)系分別如圖甲、乙所示,若重力加速度g取10m/s2,求:(1)物塊的質(zhì)量m和物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù);(2)物塊運(yùn)動2s過程中,其電勢能的變更量。解析(1)由題圖可知:E1=3×104N/C,E2=2×104N/C,a1=2m/s2。E1q-μm