10.1电势能和电势-2020-2021学年高一物理课时同步练（2019人教版必修第三册）（解析版）

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第三册 第十章 静电场中的能量
第1节 电势能和电势
一、单选题
1．两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，c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷
的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则（　　）
A．a点的电势比 b点的高 B．a点的电场强度比 b点的小
C．c点的电势比 d点的高 D．c点的电场强度比 d点的大
【答案】D
【解析】A．电场线从正电荷到负电荷，沿着电场线电势降低，所以 b点的电势比 a点的高，故 A错误；
B．由图看出，a点处电场线比 b点处电场线密，则 a点的场强大于 b点的场强，故 B错误；
C．由正电荷在 d，c两点产生的电势相等，但两个负电荷在 d点产生的电势高于 c点，所以 c点的总电势
低于 d点．故 C错误；
D．负电荷在 c点的合场强为零，c点只有正电荷产生的电场强度，在 d点正电荷产生的场强向上，两个负
电荷产生的场强向下，合场强是它们的差值，所以 c点的电场强度比 d点的大，故 D正确。
故选 D。
2．如图所示，真空中的 M，N为两个等大的均匀带电圆环，其圆心分别为 A，C，带电量分别为 ，
将它们平行放置，A，C连线垂直于圆环平面，B为AC 的中点，现有质量为 m带电量为 的微粒 重力
不计 从左方沿 A，C连线方向射入，到 A点时速度 ，到 B点时速度 ，取无穷远
处为电势零点，点电荷的电势公式为 ，式中 k为静电力常量，Q为点电荷的电量，r为到点电荷
的距离。下列判断可能正确的是（　　）
A．微粒从 B至C做加速运动，且
B．微粒越过 C点后先做加速运动，后做减速运动
C．微粒将以 B为中心做往返运动
D．微粒在整个运动过程中的最终速度为
【答案】B
【解析】A．AC 之间电场是对称的，A到B的功和 B到C的功相同，依据动能定理可得
解得
故A错误；
BC．在到达 A点之前，微粒做减速运动，而从 A到C微粒一直做加速运动，微粒越过 C点后先做加速运
动，后做减速运动，故 B正确 C错误；
D．过 B做垂直 AC 的线，此线为等势面，微粒出 C之后，会向无穷远处运动，而无穷远出电势为零，故
B点的动能等于无穷远处的动能，依据能量守恒可以得到微粒最终的速度应该与 B点相同，故 D错误。
故选 B。
3．一带负电的粒子只在电场力作用下沿 x轴正方向运动，其电势能 E。随位移 x变化的关系如图所示，其
中0~x2段是关于直线 x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线。下列说法正确的是（　　）
A．x1处电场强度最小，但不为零
B．粒子在 0~x2段做匀变速运动，x2~x3段做匀速直线运动
C．x2~x3段的电场强度大小方向均不变
D．在 0、x1、x2、x3处的电势 φ0、φ1、φ2、φ3的关系为 φ3>φ2=φ0>φ1
【答案】C
【解析】A．根据电场力做功与电势能变化的关系得Â
图像的斜率表示粒子所有的电场力，在 x1处图像的斜率为零，所以粒子在 x1处受到的电场力为零，所以 x1
处的电场强度为零，A错误；
B．图像的斜率表示粒子所有的电场力，粒子在 0～x2段所受的电场力是变力，做非匀变速运动，x2～x3段
电场力不变，做匀减速直线运动，B错误；
C．x2～x3段是直线，斜率一定，粒子所受的电场力不变，所以 x2～x3段电场强度大小方向均不变，C正确；
D．对带负电荷的粒子来说，电势越高电势能越小，电势越低电势能越大。由图像可知在 0、x1、x2、x3四
处的电势能大小关系为
所以这几处的电势关系为
D错误。
故选 C。
4．在如图所示的等量的同种点电荷电场中，O点是两点电荷连线的中点， 两点在连线上，其位置关
于O点对称， 两点是过 o点垂直点电荷连线上对称的两点，针对电场强度和电势的比较有（　　）
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