1.4电场力的功 电势能基础巩固（word版含答案）

1.4电场力的功 电势能基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为﹣9Q和+Q的两个点电荷，两者相距为L，以+Q电荷为圆心，半径为L/2画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线过+Q且垂直于直线MN，一电荷量为q的负试探电荷在圆周上运动，比较a、b、c、d四点，则下列说法正确的是（ ）
A．b点电场强度最大
B．c、d两处的电势相等
C．电荷q在b点的电势能最大
D．电荷q在d点的电势能最大
2．如图所示，真空中O点固定一带负电的点电荷Q，在它的一侧有a、b、c三点，这三点在一条直线上，ab=bc，Ob恰好与ac垂直，现有一试探电荷q(带负电)在外力作用下沿直线由a向c运动，下列判断正确的是
A．a、c两点的场强相同，且小于b点的场强
B．a、c两点的电势相等，且小于b点的电势
C．q运动过程中受到的库仑力先增大后减小
D．q在a、b、c点的电势能依次增大
3．真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上，x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点的电场强度E随x变化的关系如图所示，下列判断正确的是
A．点电荷M、N一定为同种电荷
B．在x轴上，的区域内，有一点电场强度为零
C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2:1
D．若设无穷远处为电势能零点，则x=2a处的电势一定为零
4．大型强子对撞器LHC（Large Hadron Collider）是一座欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机，加速管中的单个质子具有的能量为7 TeV（7×1012电子伏），此能量最接近
A．一只蜗牛爬行时的动能 B．辽宁舰正常行驶时的动能
C．手机充满1次电消耗的电能 D．家用空调工作1h消耗的电能
5．一带电小球在电场中由A点运动到B点的过程中，只受重力、电场力的作用。若重力势能增加5J，电场力做功2J，则小球（　　）
A．重力做功为5J B．电势能增加2J
C．电势能减少2J D．动能增加3J
6．如图所示，等量异种点电荷、连线中点处有一电子，在外力作用下处于静止状态。现让电荷沿连线向右移动一小段距离，此过程中电子一直处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．外力逐渐减小，电子的电势能逐渐增大 B．外力逐渐增大，电子的电势能逐渐增大
C．外力逐渐增大，电子的电势能逐渐减小 D．外力逐渐减小，电子的电势能逐渐减小
7．两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点，一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（　　）
A．q由A向O的运动是匀加速直线运动
B．q由A向O运动的过程电势能逐渐增大
C．q运动到O点时的动能最大
D．q运动到O点时电势能为零
8．产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成损害，高大的建筑物都装有避雷针，避雷针的顶端带正电。图中虚线为避雷针周围的等势线，、两点的场强大小分别为、，电势大小分别为、，设雨滴下落过程中阻力大小不变，下列正确的是（　　）
A．
B．
C．一带负电的雨滴从下落至的过程中，加速度变大
D．一带负电的雨滴从下落至的过程中，电势能增加
9．如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，O为坐标原点，A点坐标为，一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，其电势能随其坐标x变化的关系如图乙所示。下列说法中不正确的是（　　）
A．过O点的电场线一定与x轴重合
B．A点电场强度的方向沿x轴负方向
C．该电子在A点受到的电场力大于其在O点受到的电场力
D．该电子在O点的动能大于其在A点的动能
10．如图所示，a、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c把正点电荷由a点沿电场线移到b点的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．EaC．电场力做正功，电势能减少 D．电场力做负功，电势能减少
11．如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是（　　）
A．电势关系为φA>φB，电场强度大小关系为EA>EB
B．电势关系为φA<φB，电场强度大小关系为EAC．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增大
D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能关系为EpA12．如图所示，在水平向右的匀强电场中的O点固定一点电荷+Q，a、b、c、d、e，为以O点为球心的同一球面上的点，aecf平面水平，bedf平面与匀强电场垂直，则下列说法中正确的是（　　）
A．a、c两点电势相等
B．d、f两点电场强度大小相等
C．将点电荷+q从球面上b点移到c点，电场力做功为零
D．将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，从e点移动到f点的电势能变化量最大
13．真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点，在两者连线上各点的电场强度随x变化的关系如图所示，选沿x轴方向为正方向，则以下判断正确的是
A．点电荷M、N一正一负
B．M、N所带电荷量的绝对值之比为2：1
C．沿x轴从0到3a电势逐渐降低
D．将一个正点电荷沿x轴从0.5a移动到2.4a，该电荷的电势能先减小后增大
14．如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是 ( )
A．A，B两处电势相同，场强也相同
B．在虚线AB上O点场强最大，在虚线CD上O点的场强也最大
C．B处的场强可以为零
D．带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能
15．如图所示，A、B两个带等量同种电荷的点电荷固定在同一水平线上，O是两电荷连线中点，光滑绝缘细杆竖直固定放置，与两电荷连线竖直方向的垂直平分线重合，一个带正电的小球套在杆上可以自由滑动，让小球在P点由静止释放，小球向下运动到某个位置时，受到的电场力最大，此时运动的加速度为零，则小球从P点运动到O点的过程中（　　）
A．电势能不断减小
B．动能与电势能之和不断增大
C．速度先增大后减小
D．加速度方向先向下后向上
二、填空题（共4题）
16．某电荷在A、两点具有的电势能分别为和，则从A到静电力对该电荷做的功__________。
17．负电荷沿着电场线方向移动，其电势能逐渐______，在光滑的水平面上将两个同种电荷静止释放，两电荷的电势能将逐渐______ ，在光滑的水平面上将两个异种电荷静止释放，两电荷的电势能将逐渐______。（请填增大或减小）
18．在场强大小为10V/m的匀强电场中，一质量为2kg、带电量为+5C的物体以某一初速度沿电场的反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为10m/s2，物体运动距离2m时速度减小为零．则物体的动能变化为______ J，电势能变化为______ J．
19．.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面φ3上时具有动能60 J，它运动到等势面φ1上时，速度恰好为零，粒子运动到φ2那的动能是__________J, 令φ2＝0，那么，当该电荷的电势能为12 J时，其动能大小为________J.
三、综合题（共4题）
20．把带电荷量为2×10－8 C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功8×10－6 J，若把该电荷从无限远处移动到电场中B点，需克服电场力做功2×10－6 J，求：
（1）A点的电势；
（2）A、B两点的电势差；
（3）把2×10－8 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功
21．如图所示，一点电荷固定于O点，在其下方距离为h处固定一足够长光滑绝缘细杆，细杆上A点与O点的连线与竖直方向夹角，一带电小球穿在杆上，且可以在杆上自由滑动。今在A点给小球一向右的初速度，小球运动途经B、C两点，且经过A、B、C三点的速度之比为。已知点电荷在周围空间距离为r处的电势为（取无穷远为零电势点），，求段的长度。
22．足够长的斜面与水平面的夹角θ=30°，处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E=200N/C。质量m=2kg，电量q=+0.1C的物块以初速度v0=10m/s从斜面底端沿斜面向上运动。物块与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。取斜面底端为电势能和重力势能的零势能面∶（g取10m/s2）求∶
（1）物块向上运动过程中的加速度a的大小；
（2）物块运动过程中重力势能的最大值Epm；
（3）在物块运动的过程中能否找到这样的位置，使得物块的动能Ek、电势能、重力势能Ep均相等？若能找到∶请计算该位置与斜面底端的距离s，若不能找到请分析说明理由。
23．如图所示，带正电的A球固定在足够大的光滑绝缘斜面上，斜面的倾角α=37°，其带电量Q= ×10﹣5C；质量m=0.1kg、带电量q=+1×10﹣7C的B球在离A球L=0.1m处由静止释放，两球均可视为点电荷．（静电力恒量k=9×109N m2/C2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）A球在B球释放处产生的电场强度大小和方向；
（2）B球的速度最大时两球间的距离；
（3）若B球运动的最大速度为v=4m/s，求B球从开始运动到最大速度的过程中电势能怎么变？变化量是多少？
参考答案
1．B
2．C
3．A
4．A
5．C
6．C
7．C
8．C
9．B
10．C
11．D
12．B
13．D
14．D
15．B
16．
17．增大 减小 减小
18．-40 100
19．30J 18J
20．（1）400 V；（2）300 V；（3）－6×10－6 J
21．
22．(1)25m/s2；(2)20J；(3)
23．（1）2.4×107N/C，方向沿斜面向上 （2）0.2m （3）0.86J