2.1静电力做功与电势能 随堂检测 Word版含答案

2.1静电力做功与电势能—2021-2022学年高二物理鲁科版（2019）必修第三册随堂检测
选择题
1.下列说法正确的是( )
A．电场力做正功电势能减小 B．电场力做负功电势能减小
C．电势为零的点电场强度一定为零 D．电场强度为零的点电势一定为零
2.关于电荷的电势能，下列说法正确的是( )
A.在电场强度大的地方，电荷的电势能一定大
B.在电场强度为零的地方，电荷的电势能一定为零
C.只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少
D.只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少
3.如图所示，在匀强电场中有两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线移动该电荷，电场力做功为；第二次沿路径移动该电荷，电场力做功为；第三次沿曲线移动该电荷，电场力做功为，则( )
A. B. C. D.
4.如图所示，在O点放置一点电荷Q，以O为圆心作一圆。现将一试探电荷分别从圆上的三点移到圆外的A点，下列说法正确的是( )
A.从B移到A的过程中静电力做功最少 B.从C移到A的过程中静电力做功最少
C.从D移到A的过程中静电力做功最多 D.三个过程中静电力做功一样多
5.两带电小球，电荷量分别为和，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为( )
A.0 B. C. D.
6.如图所示，电场强度为E的匀强电场中，带电荷量为的电荷沿直线、折线、曲线运动，已知长为d。关于静电力做的功和大小关系，下列说法正确的是( )
A.沿折线运动时，静电力做功最多 B.沿直线运动时，静电力做功最少
C.沿直线运动时，静电力做功为 D.沿直线运动时，静电力做功最多
7.下列关于静电场中电场强度、电势能等的说法中，正确的是( )
A.电荷在电场强度大的地方,电势能一定大
B.电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零
C.负电荷从电势高处运动到电势低处，电势能增加
D.只在静电力的作用下运动，电荷的电势能一定减少
8.如图所示,一个带电粒子仅受电场力作用,在电场中运动,实线为电场线,虚线为运动轨迹,则可以判断轨迹上A、B位置 ( )
A.电势 B.电势
C.粒子的电势能 D.粒子的电势能
9.如图，在 P 点固定一个负点电荷甲，另一个带正电的粒子乙仅受甲的库仑力作用沿椭圆轨道运动（甲、乙均可视为质点），A、B、C、D 是轨道上的四个顶点，则以下说法错误的是( )
A.乙经过 A 点时速度最大
B.乙经过 A 点时速度变化最快
C.乙经过 C 点时系统的电势能最大
D.在甲电荷的电场中，轨道上的各点，A 点的电势最高
10.2020年12月19日，重1731克的嫦娥五号任务月球样品正式交接。我国首次地外天体样品储存、分析和研究工作拉开序幕，将开展月球样品与科学数据的应用和研究。下图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电样品矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧。对矿粉分离的过程中，下列表述正确的是（ ）
A.电场力对矿粉做正功 B.带正电的矿粉落在右侧
C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变大
非选择题
11.一匀强电场,场强方向水平向左,如图所示,一个质量为m的带正电的小球以初速度v0从O点出发,在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动。求小球运动到最高点时其电势能与在O点时的电势能之差。
12.如图所示,绝缘水平面上固定一带电量为+4Q的质点B,与它相距r处放一质量为m、电荷量为+Q的质点A,它与水平面间的动摩擦因数为μ,现将A由静止释放,当其速度达到最大值v时,系统电势能的变化量是多少?
答案以及解析
1.答案：A
解析：
2.答案：D
解析：电场强度与电势能无关，电势能有相对性，可以人为规定零势能面，故选项AB错误；只在静电力作用下，若电荷从静止开始运动，电场力做正功，电势能减少，若电荷做减速运动，则电场力做负功，电势能增加，故选项D正确，选项C错误。
3.答案：C
解析：电场力做功只与电荷的初、末位置有关，与路径无关，因此选项C正确。
4.答案：D
解析：在O点放置一点电荷Q，以O为圆心作一圆，根据点电荷等势面的分布情况知，三点的电势相等，因此A与三点间的电势差相等，将一试探电荷从圆上的三点移到圆外的A点的过程中，根据得知，静电力做功相等，选项D正确，A、B、C错误。
5.答案：C
解析：电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每个小球做的功均为，共为，故C正确。
6.答案：C
解析：静电力做功与电荷经过的路径无关，电荷沿直线、折线、曲线运动，其初、末位置相同，静电力做功相同，均为，选项A、B、D错误，C正确。
7.答案：C
解析：电场强度大的地方电势不一定高，电荷在该处具有的电势能不一定大．选项A错误；电场强度为零的地方电势不一定为零，电荷在该处具有的电势能不一定为零．选项B错误；电荷在某处具有的电势能，从电势高处运动到电势低处，电势降低，负电荷的电势能增加．选项C正确；不知电荷的初速，只在静电力的作用下运动，电荷运动的各种可能均有，电荷的电势能不一定减少．选项D错误．
8.答案：D
解析：AB、因为不知电场线的方向无法判断电势的高低，故AB错误。CD、若粒子从A到B运动，电场力始终对电荷做负功，故电荷的动能越来越小，电势能增加，粒子的电势能，故C错误，D正确。故选：D。
9.答案：D
解析：解：AD、根据负点电荷电场的分布规律可知，轨道上的各点，A点的电势最低，乙的电势能最小，动能最大，速度最大，故A正确，D错误。
B、乙球在经过A点时所受的库仑力增大，加速度最大，速度变化最快，故B正确。
C、在轨道上，C电势最低，乙球在C时系统的电势能最大，故C正确。
本题选择错误的，故选：D。
10.答案：A
11.【解析】设电场强度为E,小球带电荷量为q,因小球做直线运动,它所受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线,如图所示,
有qE=,F合=,小球做匀减速运动的加速度大小为:a=;设从O点到最高点的位移为s,则=2as;
运动的水平距离为L=scosθ;
两点的电势能之差:ΔEp=qEL;
由以上各式得:ΔEp=mcos2θ
小球运动至最高点的过程中,电势能增加。
答案:mcos2θ
12.【解析】对质点A受力分析如图所示,
将质点A由静止释放后,先做加速运动,后做减速运动。当库仑力等于摩擦力时,其速度最大,设此时A、B间距离为r′,则k=μmg ①
由动能定理得W-μmg(r′-r)=mv2 ②
由①②式联立解得电场力做的功
W=mv2+μmg(2Q-r)
所以,系统电势能变化量是
-mv2-μmg(2Q-r)。
答案:-mv2-μmg(2Q-r)