2019学年高中物理鲁科版选修3-1学业分层测评：5电场力做功与电势能

1、学业分层测评（五）（建议用时：45 分钟）学业达标1 下列说法中正确的是（）1无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正 功越多，电荷在该点的电势能越大2无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正 功越少，电荷在该点的电势能越大3无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做 功越多，电荷在该点的电势能越大4无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越 多，电荷在该点的电势能越大A B C D 【解析】 无穷远处的电势能为零，电荷从电场中某处移到无穷远处时，若电 场力做正功，电势能减少，到无穷远处时电势能减为零，

2、电荷在该点的电势能为 正值，且等于移动过程中电荷电势能的变化， 也就等于电场力做的功， 因此电场 力做的正功越多，电荷在该点电势能越大，正确，错误；电荷从无穷远处移到电场中某点时，若克服电场力做功，电势能由零增大到某值，此值就是电荷在 该点的电势能值，因此，电荷在该点的电势能等于电荷从无穷远处移到该点时克 服电场力所做的功，故 正确，错误故选项 A 正确.【答案】A2 如图 2-1-6 所示，A、B 是一条电场线上的两点，若在 A 点释放一初速度为 零的电子，电子仅受电场力作用，沿电场线从 A 运动到 B.则（）4-*-图 2-1-6A 电场强度的方向向左B A 点场强一定大于 B 点场强C.

3、电场力做负功D A 点的电势能小于 B 点的电势能【解析】 电子由静止开始由 A 向 B 运动，说明受到向右的电场力，电子带负 电，所受电场力方向与场强方向相反，所以场强方向向左，A 正确；一条电场线不能说明电场的强弱情况，所以 B 错误；由 A 到 B 电场力对电子做了正功，其电 势能减少，C、D 错误.【答案】A3某电场区域的电场线如图 2-1-7 所示，把一个电子从 A 点移到 B 点时（）图 2-1-7A .电子所受的电场力增大，电子克服电场力做功B .电子所受的电场力减小，电场力对电子做正功C.电子所受的电场力增大，电势能减少D .电子所受的电场力增大，电势能增加【解析】 电子从 A

4、 点向 B 点移动，电子受力方向与运动方向相同，所以电场 力做正功，电势能减少.又因为电场线密处场强大，同时粒子的受力也大，所以 电子在 B点受力要大于 A 点.【答案】C4.如图 2-1-8 所示，在两点电荷形成的电场中，B 点的合场强为零，一电子 沿直线从 A 点移动到 C 点的过程中，下列说法正确的是（）图 2-1-8A .电子从 A 到 B 的过程中，电场力对其做正功B .电子从 A 到 C 的过程中，电场力对其做负功C.电子从 A 到 C 的过程中，其电势能先增大后减小D .电子从 A 到 C 的过程中，其电势能先减小后增大【解析】 由于电子带负电，且 B 点的合场强为零，所以 A-

5、B 过程中，合场强方向向右，电子受力向左，BC 的过程中，合场强方向向左，电子受力向右.所 以AC 的过程中，电场力对电子先做负功，后做正功，所以电势能先增大后减小， 应选C 项.【答案】C5.如图 2-1-9 所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于M、N 两点.M 处正电荷的电荷量大于 N 处正电荷的电荷量，A、B 为 M、N 连线的中垂线上的两 点.现将一负点电荷 q 由 A 点沿中垂线移动到 B 点，在此过程中，下列说法正确 的是（）图 2-1-9A.q 的电势能逐渐减小B.q 的电势能逐渐增大C.q 的电势能先增大后减小D.q 的电势能先减小后增大【解析】 负电荷从 A 到 B

6、的过程中，电场力一直做负功，电势能增大，所以 A、C、D 均错，B 对.【答案】B6.如图 2-1-10 所示，图甲是某电场中的一条电场线，a、b 是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从 a 运动到 b，在这个过程中，电荷的速度一 时间图象如图乙所示，比较 a、b 两点场强大小 Ea、Eb和负电荷具有的电势能 Epa、Epb,有（）图 2-1-10【解析】 由 v-t 图象知负电荷速度均匀减小电场力做负功.动能减小，电势A . Ea Eb、EpaVEpbB . Ea= Eb、Epa EpbC . EaVEb、D . Ea= Eb、EpaVEpb能增加.即 EpaVEpb.因加速度

7、恒定，受电场力不变，应为匀强电场.Ea= Eb, D 正确.【答案】D7.(多选)如图 2-1-11 所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负的试 探电荷在这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹.若电荷是从 A 处运动到 B 处,以下判断正确的是()A .电荷从 A 到 B 加速度减小B .电荷从 A 到 B 加速度增大C.电荷从 A 到 B 电势能减少D .电荷从 A 到 B 电势能增加【解析】 根据电场线的疏密程度可以判断在 A 处的电场强度大于 B 处的电场 强度，也就是说试探电荷在 A 处受到的电场力大于在 B 处的电场力，由牛顿第二 定律可知电荷在 A 处的加速度大于 B 处的加速

8、度，所以选项 A 正确；根据带电粒 子做曲线运动的条件，曲线向力的方向弯曲，可判定，在 A、B 两点所受到的电场 力的方向都应在电场线上并大致向左，由此判断电场线方向发散向外，电荷在电 场中从 A 向 B 点运动，电场力对电荷做负功，电势能不断增大，选项D 正确.【答案】AD8.有一带负电的点电荷，从电场中的 A 点移到 B 点时，克服电场力做功 6X10一4丄从 B 点移到 C 点时，电场力做功 9X10-4J,问：(1) 若以 A 为零势能点，B、C 两点的电势能各为多少？ A、C 间的电势能之差 为多少？(2) 若以 B 为零势能点，A、C 两点的电势能各为多少？ A、C 间的电势能之差

9、 为多少？【解析】 从 A 点移到 B 点，克服电场力做功 6X10_4J,电势能增加 6X10一4J，由于 A 点的电势能为零， 故 B 点电势能为 6X104J .从 B 点移到 C 点， 电 场力做功 9X104J,电势能减少 9X10_4J,故 C 点电势能为一 3X10_4J.由于 A 为零势能点，故 A、C 间的电势能之差为 3X1O4J.以 B 点为零势能点，将电荷从 A 点移到 B 点，电势能增加 6X104J, B 点 电势能为零，故 A 点电势能为一 6X10一4J.从 B 点移到 C 点，电势能减少 9X1O_4J,故 C点电势能为一 9X10-4J, A、C 间的电势能

10、之差为 3X10_4J.【答案】（1）6X10_4J 3X10-4J 3X10_4J（2）6X104J9X104J 3X104J能力提升9.一带电油滴在匀强电场 E 中的运动轨迹如图 2-1-12 所示，电场方向竖直向 下.若不计空气阻力，则此带电油滴从 a 点运动到 b 点的过程中，能量变化情况 为（）A .动能减少B .电势能增加C.动能和电势能之和减少D .重力势能和电势能之和增加【解析】 由油滴的运动轨迹可知，油滴受到向上的电场力，必然带负电.在 从 a点到 b 点的运动过程中，电场力做正功，电势能减少，重力做负功，重力势 能增加，但动能、重力势能、电势能的总和保持不变，所以动能和电势

11、能之和减 少，选项 B 错误，C 正确.由运动轨迹为曲线可知电场力 F 大于重力 mg，合力方 向向上，由动能定理可知从 a 点运动到 b 点，合力做正功，动能增加，重力势能 和电势能之和减少，选项 A、D 错误.【答案】C10. 如图 2-1-13 所示，a、b 是竖直方向上同一电场线上的两点，一带负电质 点在a 点由静止释放，到达 b 点时速度最大（重力不能忽略），则（）图 2-1-13A电场线的方向竖直向上B a 点的电场强度大于 b 点的电场强度C.质点从 a 点运动到 b 点的过程中电势能增加D .质点在 a 点受到的电场力小于在 b 点受到的电场力【解析】 质点受电场力方向向上，由

12、于带负电，所以电场线方向从ba, A错误；从 a 到 b 电场力做正功，电势能应减少，所以 C 错误；a 处电场力大于重力， 而b 处电场力等于重力，所以 B 正确，D 错误.【答案】B11.侈选）一个带电小球从空中的 a 点运动到 b 点的过程中，重力做功 3 J， 电场力做功 1 J,克服空气阻力做功 0.5 J,则小球（）A .在 a 点的重力势能比在 b 点大 3 JB .在 a 点的电势能比 b 点小 1 JC.在 a 点的动能比在 b 点大 3.5 JD.a 点的机械能比 b 点机械能少 0.5 J【解析】 重力做正功，重力势能减少，减少量等于重力做功的多少，A 对；同理，电场力做正功，电势能减少，减少量等于电场力做功的多少，B 错；动能的变化等于合力做功，合力做正功，动能增大，C 错；机械能的变化等于除重力外其 他力做功的和，D 对.【答案】AD12. 一匀强电场，场强方向是水平的（如图 2-1-14 所示）.一个质量为 m 的带正电的小球，从 O 点出发，初速度的大小为 vo，在电场力与重力的作用下，恰能 沿与场强的反方向成B角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在O 点的电势能之差.图