课时跟踪检测（六） 静电力做功与电势能

PAGE第1页共4页课时跟踪检测（六）静电力做功与电势能A组—重基础·体现综合1.如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，将电荷量为＋q的点电荷从电场中A点经B点移动到C点，其中AB⊥BC，AB＝4d，BC＝3d，则此过程中静电力所做的功为()A．3qEd B．4qEdC．5qEd D．7qEd解析：选B静电力做功与路径无关，只和初、末位置有关，从B点到C点静电力不做功，故全程静电力做功为W＝qE×4d＝4qEd，选项B正确。2．在电场中，把一点电荷从A点移到B点，克服静电力做的功为6×10－8J，以下说法正确的是()A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8JB．电荷在B点具有的电势能是－6×10－8JC．电荷的电势能增加了6×10－8JD．电荷的电势能减少了6×10－8J解析：选C电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零电势能点，电荷在B点的电势能才是确定的数值，故选项A、B错误；电荷从A点移到B点的过程中克服静电力做的功为6×10－8J，因此电荷的电势能增加了6×10－8J，选项C正确，D错误。3．一个带电小球在空中从a点运动到b点的过程中，重力做功5J，电场力做功2J，克服空气阻力做功1J。由此可判断下列有关能量变化的说法正确的是()A．重力势能减小5J B．电势能增大2JC．动能减小6J D．机械能减少3J解析：选A重力做功等于重力势能的减小量，重力做功5J，故重力势能减小5J，选项A正确；电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功2J，故电势能减小2J，选项B错误；合外力做功等于动能的增加量，合外力做功等于各个分力做的功之和，即W合＝WG＋W电＋W阻＝5J＋2J－1J＝6J，故动能增大6J，选项C错误；除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，即W机＝W电＋W阻＝2J－1J＝1J，故机械能增加1J，选项D错误。4.如图所示，匀强电场的场强E＝4.0×104N/C，一带电荷量为q＝＋2.0×10－8C的点电荷先从A点移至B点，再从B点移至C点，A、B两点间的距离x1＝0.20m，B、C两点间的距离x2＝0.40m，AB与BC之间的夹角θ＝60°。则()A．电荷所受电场力大小为8.0×104NB．电荷从A点到B点电场力所做的功为－1.6×10－4JC．电荷从B点到C点电场力所做的功为－3.2×10－4JD．电荷从A点到C点电场力所做的功为0解析：选D电荷在匀强电场中受到的电场力为F＝qE＝8.0×10－4N，选项A错误；电荷从A点到B点电场力所做的功为W1＝Fx1＝8.0×10－4×0.20J＝1.6×10－4J，选项B错误；电荷从B点到C点电场力所做的功为W2＝Fx2cos120°＝－8.0×10－4×0.4×0.5J＝－1.6×10－4J，选项C错误；电荷从A点到C点电场力所做的功为W3＝W1＋W2＝0，选项D正确。5.两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于场强为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，O为杆的中点，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为()A．0 B．qElC．2qEl D．πqEl解析：选C转动过程中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qEl，共为2qEl，故选项C正确。6.如图所示是某电场中的一条直线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场的判断正确的是()A．该电场一定是匀强电场B．场强Ea一定小于EbC．电子的电势能Epa＞EpbD．电子的电势能Epa＜Epb解析：选C只有一条电场线，无法判断该电场是不是匀强电场，也无法判断场强Ea和Eb的大小关系，A、B错误；电子在电场力作用下从a点运动到b点，电场力做正功，电势能减小，C正确，D错误。7.[多选]如图所示，在点电荷产生的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把电荷量为＋q和－q的点电荷依次放在这三点上，关于它们所具有的电势能，下列说法中正确的是()A．放上＋q时，它们的电势能EpA>EpB>EpCB．放上＋q时，它们的电势能EpA<EpB<EpCC．放上－q时，它们的电势能EpA>EpB>EpCD．放上－q时，它们的电势能EpA<EpB<EpC解析：选AD正电荷顺着电场线的方向移动时，静电力做正功，电势能逐渐减少，故放上＋q时，EpA>EpB>EpC；负电荷顺着电场线的方向移动时，静电力做负功，电势能逐渐增加，故放上－q时，EpA<EpB<EpC。故A、D正确，B、C错误。8.[多选]如图所示，点电荷固定于Q点，一带电粒子在库仑力作用下，做以Q为焦点的椭圆运动。M、N为椭圆长轴端点上的两点，下列说法正确的是()A．带电粒子与点电荷的电性相同B．带电粒子与点电荷的电性相反C．带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能D．带电粒子在M点的电势能小于在N点的电势能解析：选BD带电粒子绕点电荷做椭圆运动，受到的库仑力时刻指向点电荷，故带电粒子与点电荷的电性相反，A错误，B正确；带电粒子由M点向N点运动时，电场力做负功，电势能增加，C错误，D正确。9．将带电荷量q1＝＋1.0×10－8C的点电荷，从无限远处移到匀强电场中的P点，需克服电场力做功2.0×10－6J，q1在P点受到的电场力是2.0×10－5(1)P点场强的大小和方向；(2)电荷的电势能在移动过程中如何变化？电荷在P点的电势能是多少？解析：(1)E＝eq\f(F,q1)＝eq\f(2.0×10－5,1.0×10－8)N/C＝2000N/C，方向与正电荷所受电场力的方向相同，即向右。(2)无穷远处电势能为零，电荷在由无穷远处移到P点过程中电场力做负功，电势能增大，在P点的电势能等于该过程中克服电场力做的功Ep＝WP∞＝2.0×10－6J。答案：(1)2000N/C向右(2)增大2.0×10－6JB组—重应用·体现创新10．[多选]静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则()A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行解析：选AC如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A正确；粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电场力三个条件，B错误；带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，EkM＝0，而EkN≥0，故EpM≥EpN，C正确；粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故在N点所受电场力的方向与轨迹在该点的切线方向不一定平行，D错误。11.[多选]A、B是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在电场力作用下，沿电场线从A点运动到B点的v­t图像如图所示，下列关于A、B两点的电场强度E的大小和电势能Ep的判断正确的是()A．EA>EB B．EA<EBC．EpA<EpB D．EpA>EpB解析：选AC正电荷仅在电场力作用下沿电场线运动，可见这条电场线一定为直线。从图上可以看出从A点到B点，v­t图线的斜率的绝对值越来越小，则正电荷的加速度越来越小，所以正电荷受到的电场力越来越小，由此可以判断电场强度越来越小，选项A正确；正电荷速度变小，可知正电荷做减速运动，电场力做负功，电势能增大，选项C正确。12.一匀强电场，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。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＝