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PAGE3-电场力做功与电势能(时间:15分钟分值:50分)一、选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)1.一负电荷仅受电场力作用,从电场中的A点运动到B点。在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能EpA、EpB之间的关系为()A.EA>EB B.EA<EBC.EpA>EpB D.EpA<EpBC[电荷做匀加速直线运动,故场强E大小不变,A、B错;由静止释放,电场力做正功,电势能减小,C对,D错。]2.(多选)关于电场中电荷的电势能的大小,下列说法正确的是()A.在电场强度越大的地方,电荷的电势能也越大B.正电荷沿电场线正向移动,电势能肯定增大C.负电荷沿电场线正向移动,电势能肯定增大D.正电荷沿电场线正向移动,电势能肯定减小CD[电势能的大小与场强大小无关,故A错误;正电荷沿电场线正向移动,电场力做正功,电势能减小,负电荷沿电场线正向移动,电场力做负功,电势能增加,故B错误,C、D正确。]3.(多选)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,沿以Q为一焦点的椭圆运动。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点到达N点的过程中()A.速领先增大后减小 B.速领先减小后增大C.电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小AC[依据点电荷Q的电场线分布状况可知,电子由M到N的运动轨迹为先向Q靠近,此过程中,电场力做正功,电势能减小,速率增大;后远离Q,此过程中,电场力做负功,电势能增大,速率减小。故选项A、C正确。]4.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,下列有关该电场状况的推断正确的是()A.该电场肯定是匀强电场B.场强Ea肯定小于EbC.电子的电势能Epa>EpbD.电子的电势能Epa<EpbC[只有一条电场线,无法推断该电场是不是匀强电场,也无法推断场强Ea和Eb的大小关系,A、B错;电子在电场力作用下从a运动到b,电场力做正功,电势能减小,C对,D错。]5.在图示的非匀强电场中,实线表示电场线;在只受电场力的作用下,电子从A点运动到B点;电子在A点的速度方向如图所示。比较电子在A、B两点的速度、加速度、电势能,其中正确的是()A.vA>vB、aA<aB、EpA>EpBB.vA>vB、aA>aB、EpA<EpBC.vA<vB、aA<aB、EpA<EpBD.vA<vB、aA>aB、EpA>EpBD[电子的轨迹向右弯曲,所受的电场力大致向右,则电场力对电子做正功,动能增大,电势能削减,故vA<vB、EpA>EpB。A处电场线比B处电场线密,则A处场强大,电场力大,电子的加速度大,即有aA>aB。故D正确。]二、非选择题(共2小题,共20分)6.(8分)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2.0×10-5N,方向向右。试求:(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改变?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,方向向右。(2)无穷远处电势能为零,电荷在由无穷远处移到该点过程中电场力做负功,电势能增加,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)增加2.0×10-6J7.(12分)真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度方向与竖直方向夹角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g)。求:(1)小球受到的电场力的大小及方向;(2)若以速度v0竖直向上抛出该小球,求小球从抛出点至最高点的电势能改变量。[解析](1)依据题设条件,电场力大小F=mgtan37°=eq\f(3,4)mg,方向水平向右。(2)小球沿竖直方向做匀减速直线运动,初速度为v0,则vy=v0-gt。沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为ax,则ax=eq\f(F,m)=eq\f(3,4)g小球上升到最高点的时间t=eq\f(v0,g),此过程中小球沿电场线方向的位移x=eq\f(1,2)axt2=eq\f(3v\o\al(2,0),8g)。电场力做功W=Fx=eq\f(9,32)mveq\o\al(2,0)。则小球
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