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

PAGE5-電勢(shì)能和電勢(shì)課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.下列說(shuō)法正確的是()A.電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中的某點(diǎn)起先動(dòng)身,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)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(chǎng)線運(yùn)動(dòng),靜電力對(duì)正電荷做正功,負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),靜電力對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功D.電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),因?yàn)殪o電力可能對(duì)電荷做功,所以能量守恒定律在電場(chǎng)中并不成立解析靜電力做功和電荷運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),所以選項(xiàng)A錯(cuò)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(dòng)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(chǎng)線的方向運(yùn)動(dòng),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(duì)正電荷做正功,同理,負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線的方向運(yùn)動(dòng),靜電力對(duì)負(fù)電荷做正功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電荷在電場(chǎng)中雖然有靜電力做功,但是電荷的電勢(shì)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(cuò)誤。答案B2.在靜電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度肯定比A點(diǎn)大B.電場(chǎng)線方向肯定從B指向AC.B點(diǎn)的電勢(shì)肯定比A點(diǎn)高D.該電荷的動(dòng)能肯定削減解析從A到B,靜電力對(duì)正電荷做負(fù)功,該電荷電勢(shì)能增加,qφA<qφB,即φA<φB,故選項(xiàng)C正確;電場(chǎng)線不肯定是直線,選項(xiàng)B錯(cuò)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(cuò)誤;條件不足,無(wú)法推斷A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。答案C3.(多選)如圖所示,圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受靜電力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn),再經(jīng)過(guò)N點(diǎn),可以判定()A.M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)B.M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)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(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能解析沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,同一粒子受到的靜電力越大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)靜電力做正功,所以電勢(shì)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(chǎng),A、B為電場(chǎng)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(shuō)法中正確的是()A.沿電場(chǎng)線的方向,電場(chǎng)強(qiáng)度肯定越來(lái)越小B.沿電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)肯定越來(lái)越低C.電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng),電勢(shì)能漸漸減小D.在靜電力作用下,正電荷肯定從電勢(shì)高處向電勢(shì)低處移動(dòng)解析電場(chǎng)線的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,同時(shí)也是電勢(shì)降低的方向,但不肯定是電場(chǎng)強(qiáng)度減小的方向,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。只有沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)正電荷,電荷電勢(shì)能才減小,負(fù)電荷則相反,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。因?yàn)椴恢离姾傻某跛俣?所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B6.如圖所示,在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用一根長(zhǎng)l=1m的絕緣細(xì)桿(質(zhì)量不計(jì))固定一個(gè)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(dòng)?，F(xiàn)將桿由水平位置A輕輕釋放,在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過(guò)程中,靜電力對(duì)小球做功多少?小球電勢(shì)能如何變更?解析靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)。在小球由A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過(guò)程中,靜電力對(duì)小球做的正功為W=qEl=5×10-6×104×1J=0.05J靜電力對(duì)小球做正功,小球電勢(shì)能削減,削減的電勢(shì)能為0.05J。答案0.05J電勢(shì)能削減0.05J實(shí)力提升1.(多選)如圖甲所示,Q1、Q2為兩個(gè)固定點(diǎn)電荷,其中Q1帶正電,它們連線的延長(zhǎng)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(dòng),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(guò)程中電勢(shì)能增大D.摸索電荷從b點(diǎn)到a點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)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(shì)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(chǎng)中,實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線,虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)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(shì)能分別為EpA、EpB。下列說(shuō)法正確的是()A.電子肯定從A向B運(yùn)動(dòng)B.若aA>aB,則Q靠近M端且為正電荷C.無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷肯定有EpA<EpBD.B點(diǎn)電勢(shì)可能高于A點(diǎn)電勢(shì)解析電子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng),虛線AB是電子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線指向曲線的凹側(cè),電場(chǎng)的方向與電場(chǎng)力的方向相反,如圖所示。由所給條件無(wú)法推斷電子的運(yùn)動(dòng)方向,故A錯(cuò)誤;若aA>aB,說(shuō)明電子在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力較大,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大,依據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知,靠近M端為場(chǎng)源電荷的位置,應(yīng)為正電荷,故B正確;無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷,肯定有電勢(shì)φA>φB,電子的電勢(shì)能Ep=-eφ,電勢(shì)能是標(biāo)量,所以肯定有EpA<EpB,故C正確,D錯(cuò)誤。答案BC3.一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左,如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電的小球以初速度v0從O點(diǎn)動(dòng)身,在靜電力與重力的作用下,恰能沿與電場(chǎng)強(qiáng)度的反方向成θ角的直線運(yùn)動(dòng)。求小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能與在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能之差。解析設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,小球帶電荷量為q,因小球做直線運(yùn)動(dòng),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(dòng)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(dòng)的水平距離為L(zhǎng)=xcosθ;兩點(diǎn)的電勢(shì)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(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E與時(shí)間t的關(guān)系及物塊速度v與時(shí)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(dòng)摩擦因數(shù);(2)物塊運(yùn)動(dòng)2s過(guò)程中,其電勢(shì)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