高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第2章 电势能与电势差第1节 静电力做功与电势能精练

2.1静电力做功与电势能同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列物理量中哪些与检验电荷无关（        ）

A．检验电荷的电势能E

B．静电力对检验电荷所做的功W

C．电场强度E

D．检验电荷受到的电场力F

2．如图所示，A、B两个带电小球的质量均为m，所带电量分别为＋q和－q，两球间用绝缘细线连接，A球又用绝缘细线悬挂在天花板上，细线长均为L.现在两球所在的空间加上一方向向左的匀强电场，电场强度，A、B两球最后会达到新的平衡位置，则在这个过程中，两个小球（　　）

A．总重力势能减少了mgL

B．总重力势能增加了mgL

C．总电势能减少了mgL

D．总电势能减少了mgL

3．如图所示，一带正电的粒子沿某椭圆轨道运动，该椭圆轨道的中心有一负电荷，在带电粒子由a点运动到b点的过程中（　　）

A．电场力做负功，q的速度增大

B．电场力做负功，q的电势能增大

C．电场力做正功，q的速度减小

D．电场力做正功，q的电势能减小

4．静电场中某电场线如图所示。把点电荷从电场中的A点移到B点，其电势能增加1.2×10－7J，则该点电荷的电性及在此过程中电场力做功分别为（　　）

A．正电－1.2×10－7J

B．负电－1.2×10－7J

C．正电1.2×10－7J

D．负电1.2×10－7J

5．如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为线段ab的中点。a、b两点的电势分别为、，一负电荷只在电场力的作用下沿直线ab运动，则下列说法中正确的是（　　）

A．c点电势一定为2V

B．a点的电场强度小于b点的电场强度

C．该负电荷在a点的动能小于在b点的动能

D．该负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能

6．一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力作用．若该过程中小球的重力势能增加3J，机械能增加1.5J，电场力对小球做功2J，则下列判断正确的是（   ）

A．小球的重力做功为3J

B．小球克服空气阻力做功 0.5J

C．小球的电势能增加2J

D．小球的动能减少l J

7．静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到正极A上。下列选项正确的是（　　）

A．收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了正电

B．收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电

C．收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场

D．静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程

8．将一个处在静电场中的电子由M点移到N点，该电子的电势能增加了9eV，下列说法正确的是（　　）

A．电场力做功为9eV

B．该静电场中电场强度的大小关系为

C．M点的电势小于N点的电势

D．M、N两点间的电势差V

9．如图所示，两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置，在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点，另有一试探电荷q，则(　　)

A．若q是正电荷，q在N点的电势能比在M点的电势能大

B．若q是负电荷，q在N点的电场力一定比在M点的电场力大

C．无论q是正电荷，还是负电荷，q在M、N两点的电势能一样大

D．若q是负电荷，q在N、M两点受力方向一定相反

10．如图所示，在水平向右的匀强电场中，一长为d的绝缘棒两端各固定一带电金属小球a、b（均可视为点电荷），其中a带的电荷量为q，b带的电荷量为。现将它们沿电场线方向移动L（大于d）的距离，然后再绕绝缘棒的中点沿顺时针转动。在此过程中，电场力对电荷所做的功为W，则匀强电场的电场强度大小为（　　）

A． B． C． D．

11．在某空间有一匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系O-xyz，M、N、P为电场中的 三个点，M点的坐标(0,3L,0) ,N点的坐标为(4L，0，0) ,P点坐标为(0，0，4L)，Q点的坐标为(4L，L，7L),Q点图中未画出．已知M、N和P点电势分别为0V、25 V和9V，则下列说法正确的是

A．该匀强电场的电场强度等于2.25V/m

B．Q点的电势为22V

C．电子在O点的电势能小于在N点的电势能

D．将电子沿y轴、z轴从M点经过O点移动到P点，电场力先做负功，再做正功

12．如图所示，对于电场线中的A、B、C三点，下列判断正确的是（　　）

A．A点的电势最低

B．同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大

C．B点的电场强度最大

D．同一正电荷在A、B两点受的电场力大小相等

13．空间存在着平行于x轴方向的静电场，A、M、O、N、B为x轴上的点，OA＜OB，OM＝ON，一带正电的粒子在AB间的电势能Ep随x的变化规律为如图所示的折线，则下列判断中正确的是（ ）

A．M点电势比N点电势高

B．把该粒子从M向O移动过程中，所受电场力做正功

C．AO间的电场强度小于OB间的电场强度

D．若将一带负电的粒子从M点静止释放，它一定能通过N点

14．如图所示，在相距为d的两个等高处，固定着电量分别为-Q和+Q的两个等量异种点电荷，在它们连线的水平中垂线上固定一根长为L，内壁光滑的绝缘细管，现有一电量为+q的小球以初速度v0从管口射入，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是(       )  

A．小球的速度一直减小

B．受到的库仑力先做负功后做正功

C．小球的电势能保持不变

D．管壁对小球的弹力最大值为

15．如图所示，在xOy平面内有一匀强电场，以坐标原点O为圆心的圆，与x、y轴的交点分别为a、b、c、d，从坐标原点O向纸面内各个方向以等大的速率射出电子，可以到达圆周上任意一点，而到达b点的电子动能增加量最大。则 （　　）

A．电场线与x轴平行 B．a点电势大于c点电势

C．在圆周上的各点中，b点电势最高 D．电子从O点射出至运动到b点过程中，其电势能增加

二、填空题（共4题）

16．如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷最为q的正电荷从A点分别沿不同的路径（曲线ADB、直线AB、折线ACB)移到B点，电场力做的功为______，由此表明______。

17．电势能

（1）电势能：电荷在___________中具有的势能，用Ep表示。

（2）静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量。表达式：WAB=___________

a.静电力做正功，电势能___________；

b.静电力做负功，电势能___________

（3）电势能的大小：电荷在某点（A点）的电势能，等于把它从这点移动到___________时静电力做的功EpA=WA0。

（4）电势能具有相对性

电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷___________或把电荷在___________的电势能规定为零。

18．如图所示，a、b是匀强电场中的两点已知两点间的距离为，两点的连线与电场线成角，两点间的电势差为，则匀强电场的场强大小为______，把电子从a点移到b点，电子的电势能将增加______J。

19．.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面φ3上时具有动能60 J，它运动到等势面φ1上时，速度恰好为零，粒子运动到φ2那的动能是__________J, 令φ2＝0，那么，当该电荷的电势能为12 J时，其动能大小为________J.

三、综合题（共4题）

20．如图甲所示，把一个带正电的球体A放在绝缘支架上，再把一个质量为m、带电量为q的带电小球B用绝缘细绳悬挂在铁架台上，小球静止在P点时细绳与竖直方向的夹角为θ，电场力方向水平向右．球A与球B之间的距离远大于两球的直径．求:

(1)球B在P点所受电场力F0的大小及球A产生的电场在P点的电场强度E0的大小;

(2)现缓慢移动铁架台，使球B从P点沿水平方向右移，近似认为移动过程中电场力方向始终水平向右，用刻度尺测出P点右侧不同位置到P点的水平距离x，采取(1)中方法确定出该位置球B所受电场力F，然后作出F-x图像，如图乙所示．其中M点为水平移动方向上的一点，已知x轴上每小格代表的距离为x0，根据图像估算P、M两点间电势差UPM的大小．

21．如图所示，O为固定悬点，长为L的绝缘丝线悬挂一个带电量为＋q小球，处于水平方向的匀强电场中受到电场力为F．当丝线处于竖直位置时，将小球由静止释放，丝线摆动的最大角度为θ，重力加速度为g．求：

（1）电场强度；

（2）小球由静止摆到θ角时电势能的变化量；

（3）带电量为＋q的小球质量．

22．在真空中的O点放一点电荷Q=1.0×10﹣9C，直线MN过O点，OM=30cm，M点放有一点电荷q=﹣2.0×10﹣9C，如图所示．求：

（1）电荷Q在M点产生的电场强度的大小；

（2）若M点的电势比N点的电势高20V，则电荷q从M点移到N点，电势能变化了多少？

23．如图所示，在电场强度E=1.0×104N/C的匀强电场中，同一条电场线上A、B两点之间的距离d=0.20m．将电荷量q=+1.0×10﹣8C的点电荷放在电场中的A点．

（1）在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向；

（2）若将该点电荷从A点移到B点，求在此过程中点电荷所受电场力做的功W．

参考答案：

1．C

2．D

3．D

4．B

5．C

6．B

7．B

8．D

9．A

10．A

11．B

12．B

13．D

14．C

15．C

16．     EqLcosθ     电场力做功与路径无关，只与初末位置有关

17．     电场          减少     增加     零势能位置     无限远处     大地表面

18．     7.5×103     3.84×10﹣16

19．     30J     18J

20．(1)      (2)         (3)

21．(1) ,，方向水平向右 (2) 电势能减少   (3)

22．（1）100N/C；（2）4×10﹣8J

23．（1）该点电荷在A点所受电场力F的方向如上图所示；

（2）电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功2.0×10﹣5J；