1.4电场力的功 电势能 课时提升练（word版含答案）

1.4电场力的功 电势能 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．电荷量大小分别为Q和9Q的两个点电荷A、B分别固定于x轴上两处，且其中一个点电荷固定于x＝0处。在它们形成的电场中，有一个检验电荷﹣q沿x轴从+∞向坐标原点O运动，其电势能Ep随x的变化关系如图所示，图线最低处对应的x轴坐标为x0，则可以确定的是（　　）
A．A带正电且处于x＝0处
B．B带负电且处于x＝﹣2x0处
C．在x＝x0处电场强度等于零
D．在x轴上x＞x0范围内，场强方向向左
2．如图，真空中固定着两个等量异种点电荷，O是两电荷连线的中点，a、b、c、d是连线上的四个点，e、f是连线的中垂线上的两个点，ab=bO=Oc=cd，eO=Of。则（　　）
A．中垂线上三个点的电场强度大小关系为Ee=Ef>EO
B．连线上相邻两点间的电势差关系为Uab=UbO=UOc=Ucd
C．从e点静止释放一检验正点电荷，该电荷将在e、f两点间做直线往返运动
D．将一检验负点电荷先从a点沿直线移到c点，再沿直线移到e点，该电荷的电势能先增大后减小
3．如图甲所示，、为某电场中的一条电场线上的两点，现有一正点电荷仅在电场力作用下以速度从向运动，其图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电场中、两点电势
B．电场中、点场强
C．点电荷受到的电场力
D．点电荷在、两点的电势能
4．电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，一带正电的粒子只受电场力作用由A运动到B，则（　　）
A．该粒子在B点的加速度比A点的大
B．该粒子在B点的速度比在A点的大
C．电场中B点的电势比A点的电势高
D．该粒子在B点的电势能比A点的高
5．如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．图甲为等量同种点电荷形成的电场线
B．图乙离点电荷距离相等的、两点场强相同
C．图丙中在点静止释放一正电荷，不可能沿着电场线运动到点
D．图丁中某一电荷放在e点与放到f点（两点到极板距离相等），电势能不同
6．如图甲所示，在一条电场线上有A，B两点，若从A点由静止释放一电子，假设电子仅受静电力作用，电子从A点运动到B点的速度一时间图象如图乙所示，则（　　）
A．电子在A、B两点受的静电力FAB．A、B两点的电场强度EA>EB
C．A，B两点的电势A>B
D．电子在A，B两点具有的电势能EpA7．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中O~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，则下列说法正确的是（　　）
A．x1处电场强度不为零
B．粒子在x2~x3段做匀速直线运动
C．x2~x3段的电场强度大小方向均不变，为一定值
D．在O、x1、x2、x3处电势O、1、2、3的关系为3>2=O>1
8．对静电场有关知识的理解，下列说法正确的是（　　）
A．点电荷的电荷量一定很小
B．和中的q都是场源电荷
C．某点的电势不为零，则该点的电场强度一定不为零
D．电场力对某负电荷做负功，该电荷的电势能一定增大
9．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
10．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
11．如图，M、N是匀强电场中的两个点，将某正电荷从M点沿图示虚线移动到N点过程中（　　）
A．电场力做负功，电势能减少
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．电场力做正功，电势能增加
12．若电场中， a、b两点间的电势差Uab=1V ，将一电子从a点移到b点克服电场力做的功为1eV，则（　　）
A．场强方向一定由b指向a B．场强方向一定由a指向b
C．电子的电势能增加1 eV D．电子的电势能减少1 eV
13．如图，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直则（　　）
A．A点和C点的电场强度相同
B．D点的电场强度最大
C．B点的电场强度最大
D．将一正电荷q从A沿圆周移动到B，静电力做正功
14．关于物理学思想方法下列叙述中正确的是（　　）
A．伽利略开创的研究物理规律的科学方法——抽象思维、数学推导和科学实验相结合，这种方法是物理学最基本的研究方法
B．对物理问题建立理想化模型是物理学中经常采用的一种科学研究方法，质点、时间间隔和时刻等就是典型的物理模型
C．运用类比的方法定义物理量是物理学中定义物理量常用方法之一，比如根据定义电势能的方法定义动能、弹性势能等
D．数学极限思想是物理学中常用的方法之一，比如当时间趋向于无穷小时，我们把t到时间间隔内的平均速度近似等于物体在t时刻的瞬时速度就是这种方法的应用
15．如图所示，真空中有两个电荷量均为Q的正点电荷，在两电荷连线的中垂面上有一正方形ABCD，正方形的中心点位于两正点电荷的连线上，下列说法正确的是（　　）
A．A、B、C、D四个点的电势相同
B．A、B、C、D四个点的电场强度相同
C．负试探电荷沿直线从A点移到B点的过程中，其电势能先减小后增大
D．正试探电荷沿直线从A点移到C点的过程中，所受电场力一定先减小后增大
二、解答题
16．如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1（1）a、b两点哪点电势高；
（2）将一负电荷放在a、b两点，在哪点电势能较大；
（3）若a、b两点间的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点是静电力对电荷做功还是电荷克服静电力做功，做功多少。
17．如图所示，A、B为可视为点电荷的两个带正电小球，固定在足够大的光滑绝缘水平面上，A球质量mA=0.2kg，带电量；B球质量mB=0.1kg、带电量q=1×10-7 C，两球之间距离L=0.1m处．（静电力恒量k=9×l09N·m2/C2）求：
（1）A球在B球处产生的电场强度；
（2）若同时释放两球，求两球运动过程中加速度大小之比；
（3）释放两球后，经过一段时间，B球速度为vB=4m/s，A球速度为vA=2m/s，两球总的电势能的变化量．
参考答案
1．C
【详解】
A．从图像可知在x=0处的电势能大于零，故在此处应有一负电荷，并且由电势能的变化可知，电荷不可能在O点的右侧，所以在O点的电荷是A，故A错误；
BC．在x=x0处电势能最小，此处应为平衡位置，且Ep-x图像的斜率表示电场力，即x=x0处电场力为零，则电场强度等于零；所以B应为正电荷，电荷量为+9Q，设B的横坐标为x，则有
解得
故B错误，故C正确；
D．在x轴上x>x0的区域，试探电荷-q沿x轴从+∞向坐标原点O运动，其电势能Ep随x的减小而减小，可知电场力做正功，根据负电荷所受电场力方向与电场方向相反，则电场方向向右，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．如图所示为等量异种电荷的电场线
中垂线上O点场强最大，往上下两侧场强减小，结合对称性可得
Ee=EfA错误；
B．连线上从a到d场强先减小后增大，参考可知，沿电场方向相同距离的电势差先减小后增大，结合对称性可得
Uab=Ucd>UbO=UOc
B错误；
C．检验正点电荷在e点受到的电场力方向垂直于中垂线，所以该电荷不可能在e、f两点间做直线往返运动，C错误；
D．将一检验负点电荷先从a点沿直线移到c点再沿直线移到e点，该电荷所经过的区域电势先降低后升高，由
可知，负点电荷的电势能先增大后减小，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．由于电荷做减速运动，电场力的方向与运动方向相反，电场力的方向从B指向A，正电荷受力的方向沿着电场线，因此电场线的方向由B指向A，而沿着电场力线的方向，电势逐渐降低，故电场中、两点电势
A错误；
BC．由于电荷做匀减速的运动，加速度保持不变，故电场力不变
因此
B正确，C错误；
D．由于从A到B的过程中，电场力做负功，电势能增加，因此
D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．A处电场线较密，则A处的场强较大，同一电荷在A点所受的电场力较大，由牛顿第二定律知：正电荷在A点的加速度大，A错误；
CD．电场线与等势面垂直，电场线由高电势面指向低等势面，故，带正电的粒子在B点的电势能比A点的电势能低，CD错误；
B．由A到B电场力做正功，电势能减少，动能增加，粒子在B点的速度大于A点的速度，B正确；
故选B。
5．C
【详解】
A. 图甲为等量异种点电荷形成的电场线，A错误；
B. 图乙离点电荷距离相等的、两点场强大小相等但方向不同，B错误；
C.由于电场线是弯曲的，点电荷具有惯性，因此从点静止释放的正电荷，不可能沿着电场线运动到点，C正确；
D. 图丁中e点与f点在同一等势面上，电势相等，因此某一电荷放在e点与放到f点，电势能一定相同，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
AB．从速度图象看出，电子从A运动到B过程图像的倾斜程度逐渐变小，加速度减小，电场力减小，即
根据
则B点的场强小于A点的场强，即
A错误B正确；
C．根据题意，电子从静止释放后从A运动到B，则电子受到的电场力方向从A→B，而电子带负电，电场线方向从B→A，则B点的电势大于A点的电势，即
C错误；
D．因由A到B过程中电场力做正功，则电势能减小，在A、B两点具有的电势能
D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．根据能量守恒定律
可知图像的斜率表示电场力大小，在x1处电场力为零，因此电场强度为零，A错误；
B．粒子在x2~x3段斜率恒定，电场力大小方向不变，因此粒子做匀变速直线运动，B错误，C正确；
D．根据
由于粒子带负电荷，因此电势能越大的位置，电势越低，因此
1>2=O>3
D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．点电荷的电荷量不一定很小，A错误；
B．公式
中的q是检验电荷，B错误；
C．等量同种电荷连线中点处，电场强度为零，电势为正，即不为零，C错误；
D．不论点电荷带正电还是带负电，只要电场力对点电荷做负功，该电荷的电势能一定增大，D正确。
故选D。
9．A
【详解】
A．顺着电场线电势降低，且中垂线为0V的等势线，则，，故a点电势高于b点电势，故A正确；
B．根据电场线的疏密判断场强的大小，所以a点场强Ea小于于b点场强Eb，故B错误；
C．因，，根据可知，负电荷在a点具有的电势能比b点小，故C错误；
D．根据可知，正电荷，从a点移到b点的电压为正，则电场力做正功，故D错误；
故选A。
10．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。
11．C
【详解】
正电荷所受电场力方向向右，将某正电荷从M点沿图示虚线移动到N点过程，电场力方向与位移方向相同，电场力做正功，电势能减小，故C正确，ABD错误。
故选C。
12．C
【详解】
AB．由题可知，a点电势高于b点电势，而场强方向与两点的电势高低没有直接对应关系，沿电场线（场强）方向是电势降低最快的方向，其他方向也可以电势减低，所以场强不一定由a指向b，也不可能由b指向a，故AB错误；
CD．电子克服电场力做的功为1eV，则电子的电势能增加1eV，故C正确，D错误。
故选C。
13．CD
【详解】
A．根据矢量的合成法则，A点电场的方向斜向右上方，C点电场的方向斜向右下方，可知，A、C 两点的电场强度大小相等，而方向不同，故A错误；
BC．点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，根据矢量的合成法则可知合场强相减；点电荷在B点产生的场强与匀强电场在B点的场强，方向相同，根据矢量的合成法则可知合场强相加，而A点电场的方向斜向右上方，C点电场的方向斜向右下方，可知B点场强最大，故B错误，C正确；
D．将一正电荷q从A沿圆周移动到B，点电荷的电场力对该正电荷不做功，而匀强电场的电场力做正功，总体电场力做正功，故D正确。
故选CD。
14．AD
【详解】
A．伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究物理规律的科学方法——抽象思维、数学推导和科学实验相结合，是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法，选项A正确；
B．时间间隔和时刻是物理量，选项B错误；
C．运用类比的方法定义物理量是物理学中定义物理量常用方法之一，根据定义重力势能的方法定义了弹性势能和电势能等，选项C错误；
D．当极小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限的思想方法，选项D正确。
故选AD。
15．AC
【详解】
A．根据等量同种点电荷周围电场的分布情况可知，A、B、C、D四个点关于连线对称，所以电势相同，故A项正确；
B．由于A、B、C、D四个点关于连线对称，电场强度大小相等，但方向不同，所以电场强度不同，故B项错误；
C．A、B连线的中点离两电荷最近，电势最高，负试探电荷从A点移到B点的过程中，其电势能先减小，后增大，故C项正确；
D．A、C连线是两正点电荷连线的中垂线，电场强度最大的点位置不能确定，正试探电荷沿直线从A点移到C点的过程中所受电场力可能先减小后增大，也可能先增大后减小，过中点后再增大后减小，故D项错误。
故选AC。
16．（1）a；（2）b；（3）克服静电力做功， J
【详解】
（1）由正点电荷的等势面特点可知，越靠近正点电荷，电势越高，则知a点的电势较高；
（2）由上可知 φa＞φb，则a、b间电势差 Uab＞0，当把负电荷从a点移往b点，电场力做功 Wab=qUab＜0，电场力做负功，电势能增加，故负电荷在b点电势能较大；
（3）若Uab=100V，二价负离子电量 q=-2×1.6×10-19C，将该离子从a点移往b点，电场力做功为
Wab=qUab=-3.2×10-17J
即克服电场力做功3.2×10-17J。
17．（1） 方向水平向右（2）（3）
【分析】
（1）根据点电荷场强公式求解场强；（2）电荷之间的作用力是相互的，根据牛顿第二定律求解加速度之比；（3）电场力做正功时，电势能的减小量等于动能增加量．
【详解】
（1）根据点电荷场强公式
代入数据解得E=2.4×107N/C，方向水平向右；
（2）根据牛顿第二定律可得：F=ma即mAaA=mBaB
解得aA：aB=mB：mA=1:2
（3）电场力做正功等于电势能的减小，则
代入数据解得 E=-12J