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．把电荷从电场中的A点移到B点,电场力做正功,则下列说法中正确的是( )
A．A、B两点的电场强度一定均不为零
B．A、B两点的电场强度一定相等
C．A点电势一定比B点电势高
D．A、B两点不一定在同一条电场线上
2．如图所示是真空中某一点电荷Q在周闱产生的电场,a、b分别是该电场中的两点,其中a点的电场强度大小为Ea,方向与a、b连线成120°角；b点的电场强度大小为Eb，方向与a、b连线成150°角,一带负电的检验电荷q在场中由a运动到b，则( )
A．点电荷Q是负电荷
B．a、b两点的电场强度大小
C．在a、b两点受到的电场力大小之比Fa:Fb=1:3
D．在a、b两点具有的电势能的大小关系为＞
3．一带电粒子在匀强电场 E 中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下．若不计空气阻力和粒子的重力,则此带粒子从 a 运动到 b 的过程中,下列说法正确的是( )．
A．粒子带正电 B．动能增加
C．电势能增加 D．动能和电势能之和减少
4．静电场中有A、B、C、D四个点，电荷在这四个点的电势能EP和电量q之间的关系如图所示，则以下正确的说法是（ ）
A．四个点的电势大小关系为
B．四个点的电势大小关系为
C．若一正电荷仅在电场力的作用下从A运动到D，其动能一定减小
D．若一负电荷仅在电场力的作用下从B运动到C，其电势能一定增加
5．在x轴上有两个点电荷q1、q2一个带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴运动其电势能Ep随位置的变化如图所示．下列说法正确是( )
A．从x1到x2带电粒子的加速度一直增大
B．q1和q2带有同种电荷
C．从x1到x2带电粒子的速度一直减小
D．x1处的电场强度为零
6．P、Q是某电场中一条电场线上的两点，一点电荷仅在电场力作用下，沿电场线从P点运动到Q点，过此两点的速度大小分别为vP和v Q，其速度随位移变化的图象如图所示．P、Q两点电场强度分别为E P和EQ；该点电荷在这两点的电势能分别为ε P＞ε Q，则下列判断正确的是（ ）
A．EP＞EQ，ε P＜ε Q B．EP＞EQ，ε P＞ε Q
C．EP＜EQ，ε P＜ε Q D．E P＜EQ，ε P＞ε Q
7．如图所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以一点电荷为中心的圆，M点是两点电荷连线的中点，若将一正试探点电荷从虚线上N点移动到M点，则电场力做功（　　）
A．大于0 B．小于0 C．等于0 D．不确定
8．如图所示，ab两个带电小球分别用绝缘细线系住，并悬挂在O点，当两小球静止时， 它们恰好在同一水平面上，此时两细线与竖直方向夹角为、，。若同时剪断两细线，在下落过程中下列说法正确的是（　　）
A．两球始终处在同一水平面上
B．a、b两球系统的电势能增大
C．任一时刻，a球速率等于b球速率
D．a球水平位移始终大于b球水平位移
9．如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且。P点在y轴右侧，。则下列说法正确的是（　　）
A．M点的电势与P点的电势相同
B．将负点电荷由O点移动到P点，静电力做正功
C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D．M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差
10．空间中有一个正方体，在正方体的d和g两顶点处分别固定着等量异种点电荷，如图所示，现在各顶点间移动一正试探电荷，关于该试探电荷所受的电场力大小和具有的电势能，以下判断正确的是
A．在e点和b点所受电场力大小相同、电势能相等
B．在e点和b点所受电场力大小不相同、电势能相等
C．在a点和f点所受电场力大小相同、电势能相等
D．在a点和f点所受电场力大小不相同、电势能相等
11．如图，a、b是一条电场线上的两点，将一个电子从点处由静止释放，电子从运动到b过程中，它运动的图线如图所示，则以下判断正确的是（ ）
A．该电场可能是匀强电场
B．电子在点受到的电场力小于电子在点受到的电场力
C．点的电势低于点的电势
D．从运动到，电子的电势能逐渐增大
12．如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a和c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是（　　）
A．b点电场强度大于d点电场强度
B．a点电场强度与c点电场强度相同
C．a点电势与c点的电势相同
D．试探电荷-q（q为正）在a点的电势能小于在c点的电势能
13．等量异种点电荷固定在水平向右的匀强电场中，电场分布如图所示。实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b是图中的两点。下列说法正确的是（　　）
A．a点的电势比b点高
B．a点的电场强度比b大
C．负电荷在a点具有的电势能比b点大
D．正电荷从a点移到b点电场力做负功
14．如图所示，有一矩形中，、、、四个顶点分别放置电量为、、、的点电荷，A、、、为各边中点，为和的交点。则下列说法正确的是（　　）
A．A点和点的电场强度相同
B．点和点的电场强度相同
C．点的电场强度为零
D．一电子放在点具有的电势能比放在点具有电势能高
15．有些物理问题，可以借助虚设的对象、条件、过程或模型，使复杂问题简单化抽象问题具体化，获得解决问题的方法。举例如下：如图所示，四根质量都是m的均匀等长木棒，用铰链连成框架，绞链P固定在天花板上，框架竖直悬挂在空中；现在绞链上施一竖直向上的力F使框架保持静止，不计一切摩擦，若要求出作用力F的大小，可设想力F使绞链缓慢上移一微小的距离，则框架的重心将上升，因为F做的功等于框架重力势能的增加量，所以，可得。请参照上面解决问题的方法，尝试完成以下问题：有一均匀带电薄球壳，电荷量为、半径为R，球壳表面的电荷之间将互相排斥；已知此带电球壳体系储存的静电能为（k为静电力常量），则球壳单位面积上受到的排斥力为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．在某电场中，已知A、B两点间的电势差UAB=100V，q=－2×10－10C的电荷由A点移动到B点，静电力做的功WF=______J；电荷的电势能_____（填“增加”、“减少”或“不变”）。
17．将带电量为C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了的功，再从B移到C，电场力做了的功，则电荷从A移到B，再从B移到C的整个过程中电势能的变化=______________．
18．如图(a)，点电荷M、N固定于光滑绝缘水平桌面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点．带负电的小球自A点由静止释放，其运动的v-t图像如图(b)所示，图中tB、tC分别为小球运动到B、C点的时刻．设B、C两点的电场强度大小分别为EB、EC；小球在这两点的电势能分别为EpB、EpC，则EB___________EC，EpB___________EpC (选填“<”、“>”或者“=”)
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．地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场．一质量1.0×10﹣4kg、带电荷量为﹣1.00×10﹣7C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m．对此过程，该小球的电势能和动能分别改变了多少？
（重力加速度大小取9.80m/s2，忽略空气阻力）
21．如图（a）O、N、P为直角三角形的三个顶点，∠NOP＝37°，OP中点处固定一电量为q1＝2.0×10-8C的正点电荷，M点固定一轻质弹簧，MN是一光滑绝缘杆，其中ON长为a＝1m，杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷），将弹簧压缩到O点由静止释放，小球离开弹簧后到达N点的速度为零.沿ON方向建立坐标轴（取O点处x＝0），图（b）中Ⅰ和Ⅱ图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标x变化的图像，其中E0＝1.24×10-3J，E1＝1.92×10-3J，E2＝6.2×10-4J.（静电力恒量k＝9.0×109N·m2/C2，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2）
（1）求电势能为E1时小球的位置坐标x1和小球的质量m；
（2）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q2；
（3）求小球释放瞬间弹簧的弹性势能E。
22．如图所示实线是匀强电场的电场线，电场中有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场方向，bc与ab的夹角=600，一个电子从a移到b的过程中电场力对其做功为Wab=4.8×10-18J。若a=0，e=-1.6×10-19C，求：
（1）b点的电势b；
（2）匀强电场的场强E的大小和方向；
（3）ca两点的电势差Uca。
23．如图所示，在匀强电场中，将一电荷量的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了。已知A、B两点间距离，两点连线与电场方向成角。求∶
（1）由A到B过程中电场力所做的功；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）该匀强电场的电场强度E。
参考答案
1．D
2．B
3．B
4．B
5．C
6．A
7．A
8．A
9．D
10．A
11．C
12．D
13．A
14．C
15．A
16． 增加
17．
18．> >
19．30J 18J
20．该小球的电势能增加了1.5×10﹣4J，动能增加了9.65×10﹣3J．
21．（1）0.32m；1×10-3kg；（2）2.56×10-6C；（3）5.38×10-3J
22．（1）30V；（2）60000V/m；（3）66V
23．（1）；（2）；（3）