2.1 电场力做功与电势能 —鲁科版高中物理选修3-1 作业

第1节电场力做功与电势能作业

1.下列说法正确的是()

A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同

B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零

C.正电荷沿着电场线运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷做负功

D.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立

2．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J 的正功，那么( )

A．电荷在B处时将具有5×10－6 J的电势能

B．电荷在B处将具有5×10－6 J的动能

C．电荷的电势能增加了5×10－6 J

D．电荷的动能增加了5×10－6 J

3.如图所示，是某电场中的一条直线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b 点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是( )

A．该电场一定是匀强电场

B．场强E

a 一定小于E

b

C．电子的电势能Ep

a >Ep

b

D．电子的电势能Ep

a

b

4.等量异种点电荷的连线和其中垂线如图2-1-2所示。现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点。则关于检验电荷在此全过程中的判断不正确的是( )

A．所受电场力的方向不变

B．所受电场力的大小变化

C．电势能一直减小

D．电势能先不变后减小

图

5.如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图不能判断的是( )

A ．带电粒子所带电荷的符号

B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向

C ．带电粒子在a 、b 两点的加速度何处较大

D ．带电粒子在a 、b 两点的电势能何处较大

6．如图所示，带正电的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作用下，做以Q 为焦点的椭圆运动．M 、P 、N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离Q 最近的点．电子在从M 经P 到达N 点的过程中( )

A ．速率先增大后减小

B ．速率先减小后增大

C ．电势能先减小后增大

D ．电势能先增大后减小

7.如图所示，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E 。在与环心等高处放有一质量为m 、带电＋q 的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是( )

A ．小球在运动过程中机械能守恒

B ．小球经过环的最低点时速度最大

C ．小球电势能增加qER

D ．小球由静止释放到达最低点，动能的增加量等于mgR

8.在电场强度大小为E 的匀强电场中，一质量为m 、带电荷量为＋q 的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8 qE

m ，物体运动s 距离时速

度变为零，则下列说法错误的是( )．

A ．物体克服电场力做功qEs

B ．物体的电势能减少了0.8qEs

C ．物体的电势能增加了qEs

D ．物体的动能减少了0.8qEs

9.(多选)如图甲所示,Q 1、Q 2为两个固定点电荷,其中Q 1带正电,它们连线的延长线上有a 、

图

图

图

b两点。一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图像如图乙所示。则()

A.Q2带正电

B.Q2带负电

C.试探电荷从b点到a点的过程中电势能增大

D.试探电荷从b点到a点的过程中电势能减小

10．(多选)等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示,现将一个带负电的试探电荷先从图中的a点沿直线移动到b点,再从b点沿直线移动到c点,则试探电荷在此全过程中()

A.所受静电力的方向不变

B.所受静电力的大小恒定

C.电势能一直减小

D.电势能先不变后减小

11.如图所示,在电场强度为E=104 N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长l=1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2 kg、电荷量为q=5×10-6C的带正电的小球。细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。现将杆由水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,静电力对小球做功多少?小球电势能如何变化?

12.电荷量为q=1×10-4 C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,电场强度E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示,若重力加速度g取10 m/s2,求:

(1)物块的质量m和物块与水平面之间的动摩擦因数;

(2)物块运动2 s过程中,其电势能的改变量。

参考答案：

1、答案：B

解析：静电力做功和电荷运动路径无关,所以选项A错误;静电力做功只和电荷的初、末位置有关,所以电荷从某点出发又回到了该点,静电力做功为零,选项B正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的静电力和电荷的位移方向相同,故静电力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,静电力对负电荷做正功,选项C错误;电荷在电场中虽然有静电力做功,但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,选项D错误。

2、答案：D

解析：电场力对电荷做了正功，表明电荷的电势能减少了。但由于不知道零势能点的位置，所以电荷在A、B点的电势能无法确定；因为电荷仅在电场力作用下运动，电场力做正功，电势能转化为动能，故只有D选项正确。

3、答案：C

解析：只有一条电场线，无法判断该电场是不是匀强电场，也无法判断场强Ea和Eb的大小关系，A、B错；电子在电场力作用下从a运动到b，电场力做正功，电势能减小，C对，D错。

4、答案：C

解析：由等量异种电荷的电场线分布可知，从a→b→c的过程中电场强度方向始终没有变，故所受电场力方向不变，A正确；电场线的疏密程度不同，故电场力大小变化，B正确；从a→b的过程中，电场力垂直运动方向，故电场力不做功，电势能不变，从b→c的过程中，电场力做正功，电势能减小，故电势能先不变后减小，C错误，D正确。

5、答案：A

解析：电场线的方向未知，因此无法判断带电粒子的性质，A错，由弯曲方向可判断粒子在a、b两点的受力方向，都受沿电场线向左的电场力的作用，B对，a周围的电场线比较密集，电荷在此处的电场力大，加速度大，C对，由a到b电场力做负功，动能减小，速度减小，D项正确。

6、答案:AC

解析:由运动规律可知，由M→P→N的过程中电场力先做正功后做负功，速率先增大后减少，电势能先减小后增大，动能先增大后减小，故A、C正确．

7、答案：B

解析：小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，A错；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少mgR，电势能减少qER，而动能增加