广东省揭阳市第一中学高中物理第2章第1节电场力做功与电势能检测试题鲁科版选修3-1.doc

广东省揭阳市第一中学高中物理第2章第1节电场力做功与电
势能检测试题鲁科版选修3-1
1.如图所示，A.〃是一条电场线上的两点，一带正电的点电荷沿电场线从力点运动到〃点，在这个过程中，关于电场力做功的说法正确的是（）
A.电场力做正功
B.电场力做负功
C.电场力不做功
D.电场力先做正功后做负功
解析：选A.正电荷受电场力方向与场强方向相同，故由畀到〃电场力做正功，A对.
2.（2012・中山高三检测）如图是电场中某区域的电场线分布图，日、力是电场中的两点, 这两点比较（）
A.力点的电场强度较大
B.正电荷在自点电势能较小
C.负点电荷从自点移动到方点吋电场力做正功
D.同一负点电荷放在臼点所受的电场力比放在力点时受到的电场力大
解析：选A.由电场线的疏密可知，$<龙” A对.由日到Z?,电场力对正电荷做正功，对负电荷做负功，正电荷在曰点电势能大于在力点电势能，B、C均错.由于E.<Eb,故电场力EV问，D 错.
3.（2012 •合肥高二检测）如图所示，实线是一个电场屮的电场线，虎线是一个带负电的试探电荷在这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹.若电荷是从日点运动到方点，以下判断正确的是（）
A.电荷从臼到方加速度不变
B.电荷从日到“加速度增大
C.电荷从a到b电势能减小
D.电荷从自到方电势能增加
解析：选 D.根据电场线的疏密程度可以判断在曰点的场强大于力点的场强，也就是说试探电荷在日点受到的电场力大于在方点受到的电场力，rh牛顿第二定律对知电荷在曰点运动的加速度大于在力点运动的加速度，所以选项A错误.根据带电粒子做曲线运动的条件, 劇线向合外力的方向弯曲，可判定，在自、b两点所受到的电场力的方向都应在电场线上并大致向左.由此判断电场线方向向外发散，电荷在电场屮从日点向〃点运动，电场力对电荷做负功，电势能不断增加，选项D正确.故选D.
4.在场强大小为E的匀强电场中，一质量为加带电荷量为+ g的物体以某初速度沿电场反
方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0. ZqE/m.物体运动s距离时速度为零，则一定不正确的是（）
■
A.物体克服电场力做功於\
B.物体的电势能减少了0.8gFs
C.物体的电势能增加了qEs
D.物体的动能减少了0. 8Q E S
解析：选B.电荷受电场力，F=qE,由于物体沿电场线反方向运动，电场力做负功，故物体克服电场力做功"JgFs,电势能增加qEs, N、C对，B错.由牛顿第二定律得，合力F = ma=0.8qE,到停下时，合力做功沪=一Fs=—0.8qEs,故物体动能减少0. 8qEs f D对.
5.（2012・福州高二检测）如图，匀强电场中带电荷量为+ g的电荷从〃运动到电场力做功滋=1. 6X 10一’ J U点定为零势能位置），问：
B A
（1）〃点的电势能为多少？
（2）若将电荷改为带电荷量为Q的负电荷，其他条件不变，〃点的电势能又为多少？解析：（1）电荷从〃向力运动，当电荷带正电时，电荷受力与运动方向相同，电场力做
正功，电势能减少.因为條=1.6X107 J,所以A^=1.6X10-3 J；又因为fi=0,所以〃点的电势能为必=1.6X107 J.
（2）当电荷带负电时，电荷受力与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加.因为必= 1.6X107 J,所以"=1.6X107 J;又因为 &=0,所以②= —1.6X107 J.
答案：（1）1.6X107 J （2）—1.6X107 J
..课时作处..
一、选择题
1.（2012 •福州高二质检）一负电荷仅受电场力作用，从电场中的〃点运动到〃点.在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则久〃两点电场强度丘、皿及该电荷在 /、〃两点的电势能饰,八侏）〃之间的关系为（）
A.爲>屁
B. E A'^E R
C. D. E^A<E^H
解析：选C.电荷做匀加速直线运动，故场强上'大小不变，A、B错.由静止释放，电场力做正功，电势能减小，C对，D错.
2.如图所示，带正电荷的点电荷固定于0点，电子在库仑力作用下，做以0为焦点的椭圆运动.妝只河为椭圆上的三点，戶点是轨道上离0最近的点.电子在从〃经户到达艸点的过程屮（）
A.速率一直不变
B.速率先增大后减小
C.电势能先减小后增大
D.电势能先增大后减小
解析：选BC.在正点电荷产生的电场中，电子靠近电荷时，电场力做正功，速率增大，电势能减小；远离电荷时，电场力做负功，动能减小，速率减小，电势能增大，故B、C选项正确，
A、D错误.
3.一个电荷只在电场力作用下从电场中的力点移到〃点时，电场力做了5X10f J的功，那么（）.
A.电荷在〃点将具有5><10一° J的电势能
B.电荷在〃点将具有5Xl（）f J的动能
C.电荷的电势能增加了5X10-6 J
D.电荷的动能增加了5X10“ J
解析：选D.某点的电势能的大小与选取的零势能点的位置有关，而电势能的变化与做
功的多少有关，做了多少功，就有多少电势能发生转化，转化为动能.
4. （2012 •衡阳高二期中）下列说法中不正确的是（ ）
■
解析：选ABD •同性电荷相斥，异性电荷相吸，所以同性电荷间距离增人时，电场力做 正功，电势能减小；同性电荷间距离减小时，电场力做负功，电势能增大；异性电荷间距离 增大时，电场力做负功，电势能增大；界性电荷间距离减小时，电场力做正功，电势能减小.C
正确，D 错误.
下列说法正确的是（）
从电场中某点移到无穷远处，电场力做的功越多，电荷 从电场中某点移到无穷远处，电场力做的功越多，电荷 从无穷远处移到电场中某点，克服电场力做功越多，电 D.无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点，电场力做的功越多，电荷 在该点的电势能越大
解析：选A.因为无穷远处电荷的电势能为零，所以从电场中的某一点将电荷移动到无 穷远处，电场力做的功就等于电荷在该点的电势能，所以A 正确，B 错误.若是从无穷远处 移动到电场中某点时电荷克服电场力做功，说明把电荷从电场中该点移动到无穷远处电场力 做正功，克服电场力做功越多，电势能越大，C 错误.电荷从无穷远处移到该点，电场力做 功越多，电势能越小，D 错误.
6. 如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中対点以相同速度飞出臼、方两个 带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，贝0（）
A. 臼一定带正电，方一定带负电
B. 臼的速度将减小，方的速度将增大
C. 已的加速度将减小，"的加速度将增大
D. 两个粒子的电势能一个增加一个减小
解析：选C.两粒子都仅在电场力作用下运动，电场力做正功，电势能减少，速度增大.根 据电场线疏密表示场强的大小可知，日受的电场力将减小，加速度也将减小，0受的电场力 增大，加速度将增大.
7. 如图所示，实线表示电场线，虚线是一个带负电的试探电荷在这个电场屮仅受电场 力作用下的部分运动轨迹，若电荷是从白处运动到方处，则以下判断正确的是（） A. 电荷从自到方加速度逐渐减小
A.把两个同种点电荷间的距离增大一些， 电荷的电势能一定增加
B. 把两个同种点电荷间的距离减小一些,
C. 把两个异种点电荷间的距离增大一些, 电荷的电势能一定减小
电荷的电势能一定增加 D.把两个异种点电荷间的距离减小一些, 电荷的电势能一定增加 5.若取无穷远处电势能为零, A. 无论是正电荷还是负电荷, 原來的电势能越大
B. 无论是正电荷还是负电荷, 原来的电势能越小
C. 无论是正电荷还是负电荷, 荷在该点的电势能越小
B.电荷从a到b加速度逐渐增大
C.电荷在力处电势能较大
D.电荷在0处速度较小
解析：选BCD.由题图可知，方处的电场线比自处的电场线密，说明方处的电场强度大于日处的电场强度.根据牛顿第二定律，试探电荷在方处的加速度大于在日处的加速度，选项A错误，选项B正确；电荷做曲线运动，必受到不等于零的合外力，且合外力的方向应指向运动轨迹的凹侧，因为试探电荷帯负电，所以电场线的方向是从疏到密.从&一方，电场力对试探电荷做负功，电势能增加，选项C正确；电场力做功与路径无关，系统能量守恒，电势能增加则动能减小，即速度减小，选项D正确.
8.(2012 •山东兖州高二期中”、〃在两个等量异种点电荷连线的小垂线上，II到连线的距离相等，如图所示，贝0()
©……■-……G
b
•
A.同一点电荷在久〃两点的电势能相等
B.把正电荷从/点移到〃点，电势能先增大后减小
C.把正电荷从力点移到〃点，电势能先减小后增大
D. A.〃两点的连线上任意两点的电场强度相同
解析:选连线上场强方向都是垂直于〃〃连线指向负电荷一侧，但场强大小不相等, D错.
电场力垂直于连线，所以电荷在加?连线上移动时，电场力不做功，电势能不变，A对，B、C 错.
9.(2012 •衡阳高二期中)如图所示，在y轴上关于。

点对称的久〃两点有等量同种点电
荷+ Q,在x轴上C点有点电荷一0,
匙CO= OD, Z^=60°•下列判断正确的是( ) y
+Q A
%
■
■
-<?■■■ 60乞
C
0 /D•
/ /
X
+Q
/ •••B
A.〃点电场强度为零
B.。

点电场强度为零
C.若将点电荷+ g从0移向C,电势能增大
D.若将点电荷一g从0移向Q,电势能减小
解析：选A.由场强證加原理可知，〃点场强为零，0点场强不为零，A对，B错.正电荷由。

移向G电场力做正功，电势能减小，C错.把负电荷由。

移到C电场力做负功，电势能增大，D 错.
10.如图所示，细线拴一带负电的小球，球处在竖直向下的匀强电场中，使小球在竖直而内做圆周运动，贝9()
A.小球不可能做匀速圆周运动
B.当小球运动到最高点时，绳的张力一定最小
C.小球运动到最低点时，小球的线速度一定最大
D.小球运动到最低点时，电势能一定最大
解析：选D.若小球所受的电场力与重力大小相等，方向相反，小球可在细线的作用下做匀
速圆周运动，A错；由于小球受电场力竖直向上，而电场力与重力的大小关系不确定，小球在最高点与在最低点速度大小关系不确定，绳的拉力大小关系也不确定，B、C错，从最高点到最低点电场力做负功，故在最低点电势能最大，D对.
二、非选择题
11.有一带负电的点电荷，从电场中的/!点移到〃点时，克服电场力做功6><10一4 J.从〃点移到Q点，电场力做功9X10'4 J,问：
(1)若以力为零势能点，B、C两点的电势能各为多少？久C间的电势能之差为多少？
(2)若以〃为零势能点，外、C两点的电势能各为多少？力、Q间的电势能之差为多少？解
析：(1)从/点移到〃点，克服电场力做功6X10-4 J,电势能增加6X10'4 J,由于
〃点的电势能为零，故〃点的电势能为6X10 " J.
从B点移到C点,电场力做功9X10-4 J,电势能减少9X10-4 J,故C点的电势能为—3 X 10 ! J.
由于负电荷从畀到C电场力做的总功为3X10-4 J,所以力、C间的电势能之差为3X10 "4 J.
(2)以〃点为零势能点，电荷从力点移到〃点，电势能增加6X10-4 J后电势能成为零, 故昇点电势能为一6X10-4 J.
从〃点移到C点，电势能减少9X10—4 J,故C点电势能为一9X10-4 J.
A、C间的电势能之差为3X10'4 J.
答案：(l)6X10-4 J -3X10-4 J 3X10^ J
(2)-6X10-4 J -9X10-4 J 3X10-4 J
12.如图所示，一根绝缘杆长/,两端分别带有等量异种电荷，电荷量为"，杆处于纸面内时，匀强电场的方向与杆的方向成角度。

=60°•若场强为2使杆沿顺时针方向转过60°角时，电场力一共做了多少功？其中负电荷的电势能有什么变化？变化了多少？
X
解析：匀强电场屮电场力做的功等于电场力与沿场强方向位移的乘积，电场力做正功，电荷电势能减小，电场力做负功，电荷电势能增加，电势能的变化量等于电场力做的功，电场力做的功是电势能变化的量度.
正电荷受到的电场力沿场强方向，负电荷受到的电场力沿场强反方向，因此杆顺时针转动吋电场力对正、负电荷都做正功，所以电场力一共做功
W=2QE• * • (1—cos60°)=新£7
电场力对负电荷做功
M 1 。

、 1
F =QE•弓• (l-cos60°)=〒2刃.
电场力对负电荷做正功，所以负电荷的电势能减少，减少
答案：*E1减少*E1。