2019-2020学年高二物理鲁科版选修3-1同步课堂：(5)电场力做功与电势能 Word版含答案

电场力做功与电势能
1、关于电荷的电势能,下列说法正确的是( )
A.在电场强度大的地方,电荷的电势能一定大
B.在电场强度为零的地方,电荷的电势能一定为零
C.只在静电力的作用下,电荷的电势能一定减少
D.只在静电力的作用下,电荷的电势能可能增加,也可能减少
2、在如图所示的电场中，将一个负电荷从A 点移到B 点，下列说法正确的是( )
A ．A 点场强比
B 点大
B ．电荷在A 点受力大
C ．整个过程电场力做负功
D ．整个过程电势能减小
3、如图所示,3ab b = ,在c 点固定一负电荷,将一负电荷从a 点移到b 点,负电荷在a 、b 两点的电势能分别为pa E 、pb E ,所受的电场力分别为a F 、b F ,则( )
A.pa pb E E <
B. 3a b F F =
C.pa pb E E >
D.9a b F F =
4、关于静电场,下列结论普遍成立的是( )
A.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
B.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
C.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向
D.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零
5、一个电量为q=+10-5
C 的电荷从电场内一点A 运动到另一点B ，电荷克服电场力做功0.006J （电荷只受电场力作用），在此过程电荷( )
A ．电势能增加0.006J
B ．电势能减少0.006J
C ．动能增加0.006J
D ．动能减少0.006J
6、静电场在x 轴上的场强E 随x 的变化关系如图所示,x 轴正方向为场强正方向,带正电的点电荷沿x 轴运动,则点电荷( )
A.在x 2和x 4处电势能相等
B.由x 1运动到x 3的过程电势能减小
C.由x 1运动到x 4的过程电场力先增大后减小
D.由x 1运动到x 4的过程电场力先减小后增大
7、如图所示,固定的光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q 在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。

设斜面足够长,则在向上运动的过程中( )
A.小物块P 、Q 的电势能和动能之和先增大后减小
B.小物块P 、Q 的重力势能和电势能之和先减小后增大
C.小物块P 、Q 的重力势能和电势能之和先增大后减小
D.小物块P 、Q 的重力势能和动能之和先增大后减小
8、静电场在x 轴上的场强E 随x 的变化关系如图所示，x 轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x 轴运动，则点电荷( )
A. 在2x 和4x 处电势能相等
B. B.由1x 运动到3x 的过程电势能增大
C. 由1x 运动到4x 的过程电场力先减小后增大
D.由1x 运动到4x 的过程电场力先增大后减小
9、如图所示,匀强电场场强大小为E,方向与水平方向夹角为θ=30°, 场中有一质量为m, 电荷量为q 的带电小球,用长为L 的绝缘细线悬挂于O 点。

当小球静止时,细线恰好水平。

现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点,小球电荷量不变,则在此过程中( )
A.
B.
C.带电小球的重力势能减小mgL
D. 10、如图所示,一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。

M 和N 是轨迹上的两点,其中M 点是轨迹的最右点。

不计重力,下列表述正确的是( )
A.粒子在M 点的速率最大
B.粒子所受电场力的方向沿电场线方向
C.粒子在电场中的加速度不变
D.粒子在电场中的电势能始终在增加
11、如图所示,匀强电场中A、B两点间的距离为x=0.20 m,已知A、B连线与电场线夹角为θ=60°,今把一电荷量q=-2×10-8C 的试探电荷放入该匀强电场中,其受到的电场力的大小为F=4.0×10-4N,方向水平向右。

1.求电场强度E的大小和方向。

2.若把该试探电荷从A点移到B点,电势能变化了多少?
12、如图所示,在电场强度E=1.0×104N/C的匀强电场中,同一条电场线上A、B两点之间的距离d=0.2m,将电荷量q=1.0×10-8C的点电荷放在电场中的A点。

1.在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向;
2.求出该电荷在A点受到的电场力的大小;
3.若将该点电荷从B点移到A点,求在此过程中点电荷所受电场力做的功W。

1答案及解析：
答案：D
解析：电场强度与电势能无关,电势能有相对性,可以人为规定零势能面,故选项AB错误;只在静电力作用下,若电荷从静止开始运动,电场力做正功,电势能减少,若电荷做减速运动, 则电场力做负功,电势能增加,故选项D正确,C错误。

2答案及解析：
答案：C
解析：
3答案及解析：
答案：A
解析：
4答案及解析：
答案：C
解析：在静电场中,电场强度大小与电势高低无确定关系,A错误;电势差等于移动单位正电荷电场力所做的功,而场强只等于单位正电荷所受的力,一个力所做的功不仅与这个力有关,而且与位移等其他因素有关,B错误;在所有静电场中,场强方向都是电势降低最快的方向,C 正确;场强为零的地方,电势不一定为零,故场强均为零的两点间,电势差不一定为零,故电场力做功不一定为零,D错误.
5答案及解析：
答案：AD
解析：
6答案及解析：
答案：C
解析：正点电荷受力方向与电场方向相同,在0~x1内电场力方向沿x轴正方向,x1~ 内电场力方向沿x轴负方向由x2运动到x4过程中,电场力方向沿x轴负方向,位移方向沿x轴正方向,则电场力做负功,电势能增加,选项A错误;由x1运动到x3的过程中电场力方向沿x轴负方向,位移方向沿x轴正方向,则电场力做负功,电势能增加,选项B错误;电场力大小F=qE,由x1运动到x4,电场强度先增大后减小,所以电场力先增大后减小,选项C正确,D错误。

7答案及解析：
答案：B
解析：小物块Q 在沿斜面方向受向上的电场力和重力沿斜面向下的分力,当向上滑动时,随着电场力的减小,加速度先逐渐减小,然后反向增大,即速度先增大后减小,因系统只有重力和电场力做功,则系统的机械能与电势能之和守恒,即E k +E pG +E p 电=C(常数),则在Q 向上运动的过程中,随着重力势能的增大,小物块P 、Q 的电势能和动能之和逐渐减小,选项A 错误;在Q 向上运动的过程中动能先增后减,小物块P 、Q 的重力势能和电势能之和先减小后增大,选项B 正确,C 错误;在Q 向上运动的过程中,电势能逐渐减小,小物块P 、Q 的重力势能和动能之和逐渐变大,选项D 错误。

8答案及解析：
答案：BD
解析：由题图可知,1x 到4x 场强先变大,再变小,则点电荷受到的电场力先增大后减小,D 正确,C 错误.由1x 到3x 及由2x 到4x 过程中,电场力做负功,电势能增大,A 错误,B 正确.
9答案及解析：
答案：ACD
解析：小球在水平位置静止,可知小球带正电,由共点力的平衡有F 电sin θ=mg,小球从初始位置移到最低点时, 电场力所做的功W 电=-EqL(cos θ+sin θ),因电场力做负功,电势能增
加,电势能增加量()cos sin q E EqL ∆=θ+θ=,选项D 正确;重力势能减少量p E mgL ∆=,选项C 正确;由动能定理有W 外+W 电+W G =0,W 外=-(W 电+W G )=
()
cos sin EqL mgL θ+θ-=,选项A 正确,B 错误。

10答案及解析：
答案：C
解析：曲线运动中,合力指向轨迹的凹侧,粒子如果从上侧进入,电场力先做负功再做正功,如果从下侧进入,电场力同样先做负功再做正功,则在M 点的速率最小,选项AB 错误; 粒子在匀强电场中所受电场力不变,则加速度不变,选项C 正确;电场力不是始终做负功,电势能不是始终增加,选项D 错误。

11答案及解析：
答案：1.大小为2×104N/C,方向水平向左
2.减少4×10-5J
解析：1.电场强度的大小为F
E
q
代入数据得E=2×104N/C,由电场力方向知场强方向水平向左
2.把该试探电荷从A点移到B点电场力做的功为W=Fxcosθ代入数据得W=4×10-5J,电势能减少4×10-5J
12答案及解析：
答案：1.根据正点电荷所受电场力方向与电场线切线方向相同,即水平向右,如图所示:
2.根据电场力定义式:F=qE=1.0×10-8C×1.0×104N/C=1.0×10-4N
3.电荷从B到A的过程中,电场力做功为:W=qEd=-1.0×10-8×1.0×104×0.20=-2.0×10-5J 解析：。