2.1静电力做功与电势能 专项测试（Word版含答案）

2.1、静电力做功与电势能
一、选择题（共16题）
1．电场中A、B两点的电势，，把电荷由 A点移到B点电势能的变化为（ ）
A．电势能增加
B．电势能减小
C．电势能增加
D．电势能减小
2．关于电场中的电场线，下列说法正确的是（ ）
A．带正电的点电荷在电场力作用下，运动的轨迹和电场线重合
B．沿电场线方向电场强度逐渐减小
C．沿电场线方向电势逐渐降低
D．电荷沿电场线方向运动，电势能减少
3．两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
4．一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v-t图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．CD间各点电场强度和电势差都为零
B．粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能
C．A点的电场强度一定小于B点的电场强度
D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差
5．如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零．现将另一正点电荷q由a点沿连线移到c点．在移动的过程中，点电荷q的电势能变化的情况是（ ）
A．不断减小 B．不断增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
6．一个正点电荷的电场线和等势面分布如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势面，a、b是其中的两个点，则（　　）
A．a、b两点电场强度的大小相等
B．b点电势高于a点电势
C．a、b两点电场强度的方向相同
D．把点电荷-q从a点移到b点，其电势能增大
7．某静电场的电场线分布如图所示，P、Q是电场中的某两点，下列表述正确的是（　　）
A．P点电势低于Q点电势
B．P、Q两点场强大小相等、方向相同
C．同一正电荷分别置于P、Q两点时电势能相等
D．同一负电荷从P点移至Q点，电场力做负功，电势能增大
8．如图所示，真空中有两个固定的等量带正电的点电荷，O点是二者连线的中点，以O点为圆心的圆与连线和过O点垂线分别交于a、c和b、d.则（　　）
A．a点电场强度与c点电场强度相同
B．带负电的试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
C．带正电的试探电荷在a点由静止释放后一直做加速度减小的加速运动
D．带负电的试探电荷在b点获得垂直纸面的瞬时速度后可能会多次经过d点
9．将一空心导体放入匀强电场中稳定后，电场线分布如图所示．A、D为电场中两点，B、C为导体表面两点．则下列说法中正确的是（ ）
A．同一带电粒子在A点受到的电场力大于在C点受到的电场力
B．同一带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
C．一带电的粒子沿着导体表面从B点移动到C点，电场力不做功
D．B点的电势低于D点的电势
10．如图所示为一组电场线，A、B为其中两点，则（ ）
A．A点的场强大于B点的场强
B．A点电势低于于B点电势
C．将电子从A点移到B点，电场为做正功
D．正电荷在A点的电势能小于正电荷在B点的电势能
11．如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点.a、b电势分别为=5V、=3V.下列叙述正确的是 （ ）
A．该电场在c点处的电势一定为4 V
B．a点处的场强Ea一定大于b点处的场强Eb
C．一正电荷在c点的电势能一定大于在b点电势能
D．一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向a
12．如图所示, Q是带负电的点电荷, P1和P2是其电场中的两点, 一个电子在P1和P2两点所受的电场力分别为F1和F2, 所具有的电势能分别为EP1和EP2, 则（ ）
A．F1＞F2，EP1＜EP2 B．F1＞F2，EP1＞EP2
C．F1＜F2，EP1＜EP2 D．F1＜F2，EP1＞EP2
13．电场中有a、b两点，已知φa＝－500 V，φb＝1 500 V，将电荷量为q＝－4×10－9 C的点电荷从a移到b时，电场力做功为（　　）
A．负功　8×10－6 J B．正功　8×10－6 J
C．负功　4×10－6 J D．正功　4×10－6 J
14．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则（ ）
A．该电荷的动能可能减小 B．b点的电场强度一定比a点大
C．b 点的电势一定比a点高 D．各点的场强方向一定由b指向a
15．如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q，且CO=OD，。下列判断正确的是
A．D点电场强度为零
B．O点电场强度为零
C．若将点电荷+q从O移向C，电势能增大
D．若将点电荷-q从O移向C，电势能增大
16．两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上，一带正电的试探电荷q在x轴上的电势能分布如图所示.下列说法正确的是
A．q在x2处受到的电场力最大
B．Q1和Q2的位置都在x1处的左侧
C．在x轴上q从x1处到x3处的过程中，电场力先做负功后做正功
D．在x轴上从x1处到x3处，电场强度先增大后减小
二、填空题
17．把两个异种电荷靠近，电场力做______功(选填“正”或“负”)；电荷的电势能______(选填“增大”或“减小”)。
18．将带电荷量为1×10-8C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功2×10-6J，则此电荷在A点具有的电势能为______，A点的电势是____。（取无限远处为电势零点）
19．如图所示，a、b、c是某电场中一条电场线AB上的三点，且Aa=ab=bc=cB，用φa、φb、φc；Ea、Eb、Ec 分别表示三点的电势和电场强度大小，、、 分别表示负电荷在三点处的电势能：
（1）若该电场是A处的点电荷产生的，则：Ea、Eb、Ec的大小关系为___________；
（2）若该电场是B处的点电荷产生的，则：φa、φb、φc的大小关系为___________，
（3）若该电场是等量的异种电荷产生，则：、、的大小关系为___________；
三、综合题
20．把一带电量为2×10-6C的正点电荷从电场中的点移到点，电场力对电荷做功6×10-6J，求：
（1）A、B两点的电势差；
（2）把电量为4×10-6C的负点电荷从点移到点，电场力对电荷做了多少功？该点电荷的电势能增加或减少了多少？
21．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，，，其中沿电场方向，和电场线方向成60°角，一个电荷量为的正电荷从a移到b电场力做功为，求：
（1）匀强电场的场强E；
（2）电荷从a移到c，电场力做的功；
22．一个绝缘的孤立的带负电荷的金属球体，稳定时电荷只分布在球体的外表面请用学过的力和能的知识解释此现象。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
电荷由A移动到B点过程中，电场力做功为
电场力做负功，说明电势能增加，增加了
故选C。
2．C
【详解】
试题分析：A、带正电的点电荷在电场力作用下，运动的轨迹和电场线不一定重合，只有电场线是直线，且点电荷的初速度为零或初速度与电场线共线时，点电荷运动的轨迹才和电场线重合，故A错误；
B、沿电场线方向电场线不一定越来越疏，则电场强度不一定逐渐减小，故B错误．
C、沿电场线方向电势逐渐降低，故C正确；
D、正电荷沿电场线方向运动，电势能减少，而负电荷沿电场线方向运动，电势能增加，故D错误；
故选C
3．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
4．A
【详解】
A．由图像可知粒子在CD间做匀速运动，动能不变，电场力不做功，所以CD间电势差为0，故A正确；
B．从A到B，动能增大，电场力做正功，电势能减小，所以粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，故B错误；
C．图像的斜率表示加速度，A点斜率比B点斜率大，表明带电粒子的加速度在A点时比在B点时大，根据牛顿牛顿第二定律可知A点的电场力大，即A点的电场强度一定大于B点，故C错误；
D．A、C两点速度相等，粒子的动能相同，因此从A点到B点和从B点到C点电场力做功大小相等，所以AB两点间电势差等于CB两点之间电势差，故D错误；
故选A。
5．D
【详解】
试题分析：根据题意可知，b点的合场强为零，根据矢量合成法则，可知ab间合场强的方向向左，同理可知bc间合场强方向向右，则正点电荷q从a到c过程中，受到的电场力先向左，过了b点后向右，电场力先做负功后做正功，电势能先增加后减少．故D正确，ABC错误．故选D．
6．B
【详解】
A．因为b点距离正电荷较近，可知b点电场强度较大，选项A错误；
B．沿电场线电势逐渐降低，可知b点电势高于a点电势，选项B正确；
C．场强方向沿电场线的切线方向，可知a、b两点电场强度的方向不相同，选项C错误；
D．因a点电势低于b点，则点电荷-q在a点的电势能较大，则-q从a点移到b点，其电势能减小，选项D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．根据顺着电场线方向电势降低可知，P点电势高于Q点电势．故A错误；
B．由于P处电场线较密，则P处场强大于Q处场强，而且两点的场强方向不同，故B错误；
C．将正电荷从P移到Q时，电场力做正功，电势能减小，则知同一正电荷置于P点时电势能大于Q点电势能，故C错误；
D．负电荷所受的电场力逆着电场线，则同一负电荷从P点移至Q点，电场力做负功，电势能增大，故D正确；
故选D。
8．D
【详解】
A．根据等量同种正电荷周围的电场分布情况和对称性，可知a、c两点的电场强度大小相等，方向相反，a点的场强向右，c点的场强向左，故A错误；
B．在两电荷的连线上，a点到O点电势降低，O点到b点电势降低，所以a点电势大于b点电势，则负电荷在a点电势能小于b点电势能，故B错误；
C．带正电的试探电荷在a点由静止释放后先沿着aO方向做加速度减小的加速运动，后沿着Oc方向做加速度增大的减速运动，故C错误；
D．带负电的试探电荷在b点获得垂直的瞬时速度后可能会做匀速圆周运动，可以多次经过d点，故D正确；
故选D。
9．C
【详解】
A．由电场线越密的地方，电场强度越大，结合图可知A点的电场线比C点的疏，则A点的电场强度小于C点电场强度，同一带电粒子在A点受到的电场力小于在C点受到的电场力．故A错误；
B．沿着电场线，电势逐渐降低，则知A点的电势比B高，根据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，故带负电的粒子在A点的电势能比在B点的小．故B错误．
C．处于静电平衡状态的导体是等势体，其表面是等势面，则带正电的粒子沿着导体表面从B点移动到C点，电场力不做功，故C正确．
D．C点的电势高于D点的电势，而B点的电势与C点的电势相等，所以B点的电势高于D点的电势，故D错误．
故选C．
10．A
【详解】
由图可知，A点电场线密，B点电场线稀，因此A点电场强度大于B点，即EA＞EB，故A正确．沿电场线的方向电势逐渐降低，A点电势高于B点电势，故B错误；电子受到的电场力的方向由B指向A，所以将电子从A点移到B点，电场为做负功，故C错误；正电荷在A点的电势能大于正电荷在B点的电势能，故D错误；故选A.
11．C
【详解】
试题分析：只有在匀强电场中，中点电势才等于两端电势平均值，所以只有在匀强电场中c点处的电势才会是4 V，答案A错．电势和电场强度没有必然联系，电场线疏密程度表示电场强度大小但是只有一条电场线看不出疏密程度，也不知道场源电荷的情况，所以电场强度大小无法判断答案B错．已知A点电势高于B点电势，根据电场线从高电势指向低电势，可判断电场线从A指向B．正电荷所受电场力与电场线同向，答案D错．沿电场线方向移动电场力做正功，电势能减小，所以一正电荷在c点的电势能一定大于在b点电势能答案C对．
12．B
【详解】
根据点电荷电场公式可得在P1点的电场强度大于在P2点的电场强度，所以根据公式可得F1＞F2，负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以将电子从P1移动到P2时，电场力做正功，电势能减小，故EP1＞EP2，B正确．
13．B
【详解】
将电荷量为q＝－4×10－9 C的点电荷从a移到b时，电场力做功为
故ACD错误，B正确。
故选B。
14．AC
【详解】
A．若只有电场力做负功，则该电荷的动能一定减小，若还有其它力做功，则电荷的动能不一定减小，选项A正确；
B．由于电场力正负与场强的大小没有直接关系，故无法判断a、b两点电场强度大小，选项B错误；
CD．电场力做负功，则电荷电势能增加，又由于正电荷在高电势点电势能较大，则b 点的电势一定比a点高，但是各点的场强方向不一定由b指向a，选项C正确，D错误；
故选AC。
15．AD
【详解】
A。题中A、B、C三点电荷在D点产生的场强如图所示，大小相等，则有
、的矢量和沿轴正方向，大小也等于，方向沿轴负方向，故三个场强的矢量和为0，故A正确；
B．题中A、B两个+Q在O点的场强矢量和为0，所以O点的场强等于C点在O点产生的场强不为零，故A错误；
CD．轴上的区间，合场强方向沿轴负方向，所以将正电荷从O移向C，电场力做正功，电势能减小，将负电荷从O移向C，电场力做负功，电势能增加，故C错误，D正确；
故选AD。
16．BC
【详解】
A．EP-x图象的斜率，可知q在x2处受到的电场力为零，选项A错误；
B．根据正电荷在电势高处电势能大，可知带正电的试探电荷从远处移近O的过程中，电势能先增加后减小，电势先升高后降低，说明Q1和Q2均在x1处的左侧，且距离x1较近的带负电，选项B正确；
C．在x轴上q从x1处到x3处的过程中，电势能先增加后减小，则电场力先做负功后做正功，选项C正确；
D．因为EP-x图象的斜率，则在x轴上从x1处到x3处，电场强度先减小后增大，选项D错误．
17． 正 减小
【详解】
试题分析：异种电荷相互吸引，又相互靠近，电场力和运动的方向相同，所以电场力做正功，电势能减小；
18． 2×10-6J 200V
【详解】
电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1×10-6J，电荷的电势能将增加；根据功能关系可知，若无限远处电势能为零，则电荷在A点具有2×10-6J的电势能，A点的电势为
19． Ea>Eb>Ec φa>φb>φc
【详解】
（1）若该电场是A处的点电荷产生的，则距离点电荷越近则场强越大，即Ea、Eb、Ec的大小关系为
Ea>Eb>Ec
（2）若该电场是B处的点电荷产生的，因沿电场线电势逐渐降低，则φa、φb、φc的大小关系为
φa>φb>φc
（3）若该电场是等量的异种电荷产生，则因沿电场线电势逐渐降低，则φa、φb、φc的大小关系为
φa>φb>φc
负电荷在三点处的电势能大小关系为
20．（1）3V；（2）；增加了
【详解】
（1）、两点的电势差
（2）把电量为的负点电荷从点移到点，电场力对电荷做功
由于电场力对电荷做负功，所以该点电荷的电势能增加。
21．（1）；（2）
【详解】
（1）设a、b之间的距离为d，有
得
（2）电荷从a移到c，电场力做的功
代入数据得
22．见解析
【解析】
根据对称性可知，球体上离球心等距离处电荷分布情况应该相同；从力的角度分析：因为同种电荷之间的相互作用力是斥力，稳定时电荷间的距离应尽可能大，所以稳定时电荷都分布在球体的外表面。从能的角度分析：因为同种电荷之间距离越大，系统的电势能就越小，系统就越稳定，所以稳定时电荷都分布在球体的外表面。
答案第1页，共2页