静电力做功特点及其与电势能变化的关系
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一、单选题
1.
电场力做功与重力做功相似,均与路径无关。(
)
A.
正确
B.
错误
2.
如图所示,将正电荷从A移动到C的过程中,下列说法正确的是(
)
A.
从A经B到C静电力对电荷做功最多
B.
从A经M到C静电力对电荷做功最多
C.
从A经N到C静电力对电荷做功最多
D.
不管将正电荷经由哪条路径从A移动到C,静电力对其做功都相等,且都做正功
3.
如图所示,在场强为E的匀强电场中,有一个电量为q的正点电荷,使它从A点沿着电场线方向移到B点,电场力对它做功W1;如果使它从A点沿路径ACB移到B点,其中AB与CB垂直,此过程电场力做功为W2。则(
)
A.
W1>W2
B.
W1<W2
C.
正点电荷q从A点移到C点的过程,电势能减小
D.
正点电荷q从A点移到C点的过程,电势能增大
4.
在某个空间中有一匀强电场如图所示,放入一点电荷,将它由点A移至点B,电场力做功3×10-3J。则下列说法正确的是(
)
A.
该过程中,点电荷的电势能增加了3×10-3J
B.
点电荷带负电
C.
该过程中,点电荷的电势能减少了3×10-3J
D.
该过程中,点电荷的动能减少了3×10-3J
5.
如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B是这条直线上的两点,一带正电粒子以速度vA经过A点向B点运动,经过一段时间后,粒子以速度vB经过B点,且vB与vA方向相反,不计粒子重力,下面说法正确的是(?
?
)
A.
A点的场强一定大于B点的场强
B.
粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能
C.
粒子在A点的速度一定小于在B点的速度
D.
粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能
二、计算题
6.
将带电量为4×10﹣6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了5×10﹣5J的功,再从B移到C,电场力做了1.2×10﹣5J的功,则:
(1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?
(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?
(1)如图所示,试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,沿直线从A移动到B,静电力做的功为多少?若q沿折线AMB从A点移动到B点,静电力做的功为多少?
(2)若q沿任意曲线从A点移动到B点,静电力做的功为多少?由此可得出什么结论?
7.
答案和解析
1.【答案】A
2.【答案】D
当正电荷从A到C移动过程中,电场力做功WAC=qUAC,在电场中A、C两点间的电势差是唯一确定的,故不管沿什么路径,电场力做功相等,
而且由于正电荷所受的电场力方向向右,位移也向右,所以电场力对正电荷做正功,故ABC错误,D正确。
故选D。
3.【答案】C
AB.根据电场力做功与路径无关,只与初末位置的电势差有关,可知,故AB错误;
CD.正点电荷q从A点移到C点的过程,电场力做正功,电势能减小,故D错误。
故选C。??
4.【答案】C
B.该点电荷由点A移至点B电场力做正功,则该点电荷带正电,故B错误;
CD.该过程电场力做正功,电势能减少,动能增加,电场力做功等于电势能的减少量,故电势能减小了3×10-3J,动能增加了3×10-3J,故C正确,D错误。
故选C。??
5.【答案】D
A.因为只有一条电场线,所以无法判断哪个位置电场线更密集,故无法判断AB两点哪儿场强更大;故A错误;
C.因为从A到B过程中电场力做负功,故电荷在A点的动能更大,故粒子在A点时的速度大于它在B点时的速度;故C错误;
D.因为从A到B过程中电场力做负功,故粒子的电势能增大;故D正确;??
6.【答案】解:(1)负电荷从电场中的A点移动到B点,克服电场力做了5×10-5J的功,即电场力做功为WAB=-5×10-5J,电势能增加ΔEPAB=5×10-5J;
从B点移动到C点,电场力做了WBC=1.2×10-5J的功,电荷的电势能减少ΔEPBC=1.2×10-5J,所以电荷从A点移到B点,再从B点移到C点的过程中电势能增加
ΔEPAC=ΔEPAB-ΔEPBC=5×10-5J-1.2×10-5J=3.8×10-5J。
(2)规定A点的电势能为零,从A点到B点,负电荷的电势能增加ΔEPAB=5×10-5J,可知B点的电势能为EPB=5×10-5J;
电荷从A点到C点,电势能增加ΔEPAC=3.8×10-5J,则C点的电势能为EPC=3.8×10-5J;
7.【答案】解:(1)静电力F=qE,静电力与位移夹角为θ,静电力对试探电荷q做的功W=F·|AB|cos
θ=qE·|AM|,在线段AM上静电力做的功W1=qE·|AM|,在线段MB上静电力做的功W2=0,总功W=W1+W2=qE·|AM|;
(2)W=qE·|AM|,电荷在匀强电场中从不同路径由A点运动到B点,静电力做功相同.说明静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关。
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