2.1 电场力做功与电势能 同步练习（含答案解析） (2)

2.1
电场力做功与电势能
同步练习
一、选择题
1.下列说法中，正确的是(
)
A.把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
B.把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
C.把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
D.把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
2.如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点.设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是(
)
A.若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少
B.若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加
C.若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加
D.若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动,电势能减少
3.正电荷在电场中沿某一电场线从A到B，此过程中可能出现的是(
)
A.电场力的大小不断变化
B.电场力的大小保持不变
C.电荷克服电场力做功
D.电荷的电势能不断减少
4.如图所示，带电粒子在电场中由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，则可判定(
)
A.粒子带负电
B.粒子的电势能不断减少
C.粒子的动能不断减少
D.粒子在A点的加速度小于在B点的加速度
5.如图所示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,做以Q为焦点
的椭圆运动.M、P、N为椭圆上的三点,P点是轨道上离Q最近的点.电子在从
M经P到达N点的过程中（
）
A.速率先增大后减小
B.速率先减小后增大
C.电势能先减小后增大
D.电势能先增大后减小
6、如图所示，在点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，先把＋q的试探电荷依次放在三点上，然后把－q的试探电荷依次放在三点上，关于电荷的电势能的说法正确的是
(
)
A．放上＋q时，EpA>EpB>EpC
B．放上＋q时，EpAC．放上－q时，EpA>EpB>EpC
D．无论放＋q，还是－q，EpA7、如图所示，虚线表示电场的一族等势面且相邻等势面电势差相等，一个带正电的粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点．在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出
(
)
A．N点的电势高于M点的电势
B．粒子在N点的电势能比在M点的电势能大
C．粒子在M点的速率小于在N点的速率
D．粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
8、如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子(重力不计)，以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的轨迹1和2运动，由轨迹可以断定
(
)
A．两个粒子带电量一定不同
B．两个粒子的电性一定不同
C．粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大
D．经过B、C两点，两粒子的速度可能不等
二、计算题
1．如图所示，一质量为m的塑料球形容器放在桌面上，它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧直立地固定于容器内壁的底部，弹簧上端经绝缘体系住一只带正电q、质量也为m的小球．从加一个竖直向上的场强为E的匀强电场起，到容器对桌面压力减为零时为止，求：
(1)小球的电势能改变量；
(2)容器对桌面压力减为零时小球的速度大小．
2．如图所示，直角三角形ABC的斜边倾角为30°，底边BC长2L，处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边中点O处放置一正电荷Q，一个质量为m、电荷量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边的垂足D时速度为v[将(1)、(2)题正确选项前的标号填在括号内]
(1)在质点的运动中不发生变化的是
(
)
①动能
②电势能与重力势能之和
③动能与重力势能之和
④动能、电势能、重力势能之和
A．①②
B．②③
C．④
D．②
(2)质点的运动是
(
)
A．匀加速运动
B．匀减速运动
C．先匀加速后匀减速的运动
D．加速度随时间变化的运动
(3)该质点滑到非常接近斜边底端C点时速率vc为多少？此时沿斜面向下的加速度aC为多少？
参考答案：
一、1、BC
2、AD
3、ABCD
4、ACD
5、AC
6.
A
7、AB
8.
BCD
二、
1、解析：(1)初状态，对小球进行受力分析，得弹簧压缩量：mg＝kx1，x1＝；当容器对桌面压力为零时，对容器受力分析，说明弹簧伸长且拉力为mg，弹簧伸长量x2＝x1＝；
该过程电场力做功：W＝Eq(x1＋x2)＝，所以小球电势能减少；
(2)对小球用动能定理，该过程弹簧做功是零：
(Eq－mg)(x1＋x2)＝mv2，v＝2.
答案：(1)
(2)2
2、解析：(1)C；(2)D；(3)因BD＝＝OC＝OD，则B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上，是O点处点电荷Q产生的电场中的等势点，所以，q由D到C的过程中电场力做功为零，由机械能守恒定律：mgh＝mv－mv2①
其中h＝sin60°＝sin30°sin60°＝2L××＝，得：vc＝②
质点在C点受三个力的作用：电场力F＝，方向由C指向O点；重力mg，方向竖直向下；支持力FN，方向垂直于斜向向上，根据牛顿第二定律：mgsinθ－Fcosθ＝mac③
解得ac＝g－④
答案：(1)C
(2)D
(3)vc＝；ac＝g－