2021-2022学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册1.4电场力的功 电势能 同步练习（word版含答案）

1.4电场力的功 电势能
一、单选题
1．两个带异种电荷的物体间距离增大一些时（ ）
A．电场力做正功，电势能增加 B．电场力做负功，电势能增加
C．电场力做正功，电势能减少 D．电场力做负功，电势能减少
2．下列物理量属于矢量的是（ ）
A．质量 B．电场强度 C．电势能 D．功
3．如图所示，将一带正电的点电荷沿电场线方向从A点移动到B点，下列说法正确的是( 　　)
A．静电力做正功，电势能增加
B．静电力做负功，电势能增加
C．静电力做正功，电势能减少
D．静电力做负功，电势能减少
4．一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速度释放，沿直线先后经过电场中的B点和C点．如图所示，点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB和EC表示，则EA、EB、EC间的关系可能是(　　)
A．EA>EB>EC或EA>EC>EB
B．EAC．EAEB>EC
D．EA>EC>EB或EA5．如图所示，ABC为倾角为30°的固定斜面，空间存在平行于斜面向上的匀强电场，一质量为m的带正电的物体（可视为质点）以某一初速度从A点冲上该斜面，并沿该斜面匀减速向上运动，其加速度大小，此物体与斜面间的动摩擦因数为，且上升的最大高度为h，则在这个过程中物体
A．克服摩擦力做功为 B．动能减少了
C．机械能减少了 D．电势能增加了
6．如图所示，两个相同的小球带电量分别为+4Q和+Q，被固定在光滑、绝缘水平面上的A、B两点，O是AB的中点，C、D分别是AO和OB的中点．一带电量为+q的小球从C点由静止释放，仅在电场力作用下向右运动，则小球从C点运动到D点的过程中（　　）
A．速度一直增大 B．加速度一直减小
C．电场力先做正功后做负功 D．电势能先增大后减小
7．电荷在电场中移动时的下列判断中，正确的是（　　）
A．正电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
B．正电荷逆着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少
C．负电荷顺着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少
D．负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
8．某电场电场强度E沿x轴变化如图所示，一正电荷从x1移动到x2，其电势能（　　）
A．始终增大 B．始终减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小
9．如图所示，在匀强电场中有AB两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功为；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为，则（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，在真空中有两个等量正电荷Q，分别置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的是（　　）
A．q的电势能逐渐减小
B．q的电势能逐渐增大
C．q受到的电场力逐渐减小
D．q受到的电场力先减小后增大
11．如图所示，A、B两个带电小球的质量均为m，所带电量分别为＋q和－q，两球间用绝缘细线连接，A球又用绝缘细线悬挂在天花板上，细线长均为L.现在两球所在的空间加上一方向向左的匀强电场，电场强度，A、B两球最后会达到新的平衡位置，则在这个过程中，两个小球（　　）
A．总重力势能减少了mgL
B．总重力势能增加了mgL
C．总电势能减少了mgL
D．总电势能减少了mgL
12．A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。则从A到B过程中，点电荷的速度和所受的电场力（　　）
A．先增大后减小 先增大后减小 B．先增大后减小 先减小后增大
C．先减小后增大 先增大后减小 D．先减小后增大 先减小后增大
13．关于静电力做功和电势能的理解，下列说法正确的是(　　)
A．静电力做功与重力做功相似，均与路径无关
B．正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的
C．静电力做正功，电势能一定增加
D．静电力做功为零，电荷的电势能也为零
14．一带负电的微粒只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中0~x1段是曲线，x1~x2段是平行于x轴的直线，x2~x3段是倾斜直线，则下列说法正确的是
A．0~x1段电势逐渐升高
B．0~x1段微粒的加速度逐渐减小
C．x2~x3段电场强度减小
D．x2处的电势比x3处的电势高
15．如图所示，负电荷仅受电场力作用沿虚线从 A 点运动到 B 点，则运动过程中电场力对其做功和电势能变化情况分别是
A．做负功、电势能增加 B．做正功、电势能增加
C．做负功、电势能减小 D．做正功、电势能减小
16．一带电粒子以一竖直初速度v0进入一水平匀强电场，轨迹如图虚线所示，在此过程中粒子克服重力做功为2J，电场力做功为5J，则粒子（ ）
A．带正电
B．电势能减少5J
C．重力势能减少2J
D．动能增加5J
二、解答题
17．在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为=0.20 m，已知AB连线与电场线夹角为=60°，今把一电荷量=2×10-8C的正检验电荷放入该匀强电场中，其受到的电场力的大小为F =4.0×10-4 N，方向水平向左。求：
（1）电场强度E的大小和方向；
（2）若把该检验电荷从A点移到B点，电势能变化了多少？
18．如图，质量为m＝0.2kg的小球静置于绝缘水平桌面上，小球带有电量为q＝2×10-6C的正电荷。t＝0时，空间突然加上一足够大的匀强电场，场强大小为E＝106N/C，方向与水平方向夹角为＝37°。已知小球与桌面间的动摩擦因数为＝0.5。（重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
（1）求小球的加速度；
（2）从t＝0至t＝2s，小球电势能的变化量ΔEp。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．B
【详解】
两个异种电荷物体相互吸引，间距增大，库仑引力做负功，电势能增加，ACD错误B正确
2．B
【详解】
A．质量，电势能和功是只有大小没有方向的标量，不是矢量，故错误．
B．电场强度是既有大小又有方向的矢量，故正确．
故选．
3．C
【详解】
带正电的点电荷所受的电场力方向从A到B，该点电荷沿电场从A点移动到B点，电场力方向与位移方向相同，则电场力做正功，电势能减少．故选C.
4．A
【详解】
电荷初速度为零，在运动过程中可能一直加速运动，此时有：EA＞EB＞EC，可能先加速后减速但是并未减速到零，此时有：EA＞EC＞EB，也可能先加速然后减速为零，此时有：EA=EC＞EB，故A正确，BCD错误．故选A．
点睛：解决本题的关键是把题目中所叙述情况和实际各种运动情景结合起来，如电荷可能一直加速，也可能先加速后减速，或者先加速到某一值，然后减速为零．要思路开阔，不能一看无初速度释放，就认为电荷一直加速运动．
5．C
【详解】
试题分析：运动过程中，在沿斜面方向上受到重力沿斜面向下的分力，电场力，滑动摩擦力，受到的摩擦力为，故克服摩擦力做功，根据牛顿第二定律可得解得，故电场力做功，电场力做正功，电势能减小根据，动能定理可得，解得，即动能减小mgh，电场力和摩擦力做功之和等于机械能变化量，故，故C正确；
考点：考查了动能定理，功能关系，牛顿第二定律的应用
【名师点睛】关键是知道重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功，电势能的变化量等于电场力做的功
6．C
【详解】
解：A、小球受到的电场力是两个电荷对它作用力的合力，在c处4Q电荷对球的电场力较大，球向右运动过程中，两个电荷对球的电场力逐渐平衡，后又增大，受到的合力先向右后向左，加速度先减小后增大，故速度先增大后减小，故AB错误．
C、由于受到的合力先向右后向左，位移一直向右，故电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，故C正确，D错误；
故选C
【点评】解决本题的关键会进行电场的叠加，以及会根据电场力做功判断电势能的变化
7．D
【详解】
A．正电荷顺着电场线移动时，电场力方向与电场线相同，故沿电场线的方向运动时，电场力做正功，电势能减小，故A错误；
B．正电荷逆着电场线运动，受力方向与电场线的方向相反，电场力做负功，电势能增大，故B错误；
C．负电荷顺着电场线运动，受力方向与电场线的方向相反，电场力做负功，电势能增加，故C错误；
D．负电荷逆着电场线运动时，电场力方向与电场线相同，电场力做正功，故电势能减小，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
由E-x图像可知，场强的方向先沿x轴正向后沿x轴负向，正电荷从x1移动到x2，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减小后增加。
故选C。
9．A
【详解】
电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，三次移动电荷时初末位置相同，则电场力做功相同，即
故选A。
10．A
【详解】
CD．对于等量同种点电荷产生的电场和电势分布特点：在两电荷连线的中垂线上，C点和无穷远处的D点场强均为零，所以中垂线上由C点的场强为零开始，场强是先增大后逐渐减小的，到无穷远处时减小为零，所以q受到的电场力先增大后减小，CD错误；
AB．由C点到D点，电场力一直对正电荷做正功，则电势能一直减小，则A正确，B错误。
故选A。
11．D
【详解】
AB．加上电场后B球向右运动，达到平衡后，由于
由平衡条件对整体研究可知，A球不动，B球向右偏转，上升的高度为：
则总重力势能增加了：
故AB错误；
CD．B球沿电场力方向移动的距离为：
电场力做正功，则总电势能减少了为：
故C错误，D正确；
故选D。
12．B
【详解】
根据电势能随位移的变化图像可知，电势能先减小后增大，则电场力先做正功后做负功，所以动能先增大后减小，同速度先增大后减小。
根据功能关系有
则电势能随位移的变化图像的斜率表示电场力的变化，由图像可知图像斜率先减小后增大，所以电场力也是先减小后增大。
所以B正确；ACD错误；
故选B。
13．A
【详解】
静电力做功与重力做功相似，均与路径无关，选项A正确；正电荷在电势为正的地方具有的电势能是正的，在电势为负的地方具有的电势能是负的；负电荷在电势为正的地方具有的电势能是负的，在电势为负的地方具有的电势能是正的；选项B错误；静电力做正功，电势能一定减小，选项C错误；静电力做功为零，电荷的电势能变化为零，但是电势能不一定为零，选项D错误.
14．B
【详解】
A．电势能，由于粒子带负电，0~x1段电势能变大，所以电势变小，A错误
B．根据电场力做功与电势能关系：，图像斜率代表场强大小，0~x1段图像斜率变小，场强变小，受力减小，加速度逐渐变小，B正确
C．x2~x3段斜率为0，场强为零，C错误
D．x2到x3，电势能减小，粒子带负电，所以电势增大，D错误
15．D
【详解】
由图可知，负电荷仅受电场力作用沿虚线从 A 点运动到 B 点的过程中，电场力的方向大致向左，则电场力做正功，电势能减小；故选D.
16．B
【详解】
A、由图看出粒子所受的电场力应水平向左，与场强方向相反，所以该粒子带负电，故A错误.
B、电场力做功为5J，则电势能减少5J，故B正确.
C、粒子克服重力做功为2J，则重力势能增加2J，故C错误.
D、粒子克服重力做功为2J，电场力做功为5J，则合外力对粒子所做的总功为W总=-2J+5J=3J
根据动能定理得知：动能增加3J；故D错误.
故选B.
【点睛】
本题通过带电粒子在电场中的运动，突破口是做曲线运动的物体所受合外力指向其轨迹内侧和功能关系衡量能量转化．
17．（1）N/C，方向水平向左；（2）增加了4×10-5J
【详解】
(1)电场方向跟正电荷受力方向相同，水平向左；
电场强度
(2)把该检验电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增加，增加的电势能为
18．（1）；（2）10.2J
【详解】
（1）小球受电场力为
受力分析可知
解得
带入数据解得
（2）小球的位移
电场力做功
电场力做功等于电势能的负增量，则
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