教科版 (2019)必修 第三册第一章 静电场4 电场力的功 电势能习题

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微点5　电场力的功　电势能　1.如图，在匀强电场E中，电荷q从A点开始在电场中移动一周回到A点．以下说法中正确的是(　　)A．沿圆形路径，电场力做功最多B．沿正方形路径，电场力做功最多C．沿三角形路径，电场力做功最少D．沿任何路径，电场力所做的功都等于零2．如图所示，在固定的两个等量异种点电荷形成的电场中，把一正电荷q从图中的A点移到B点，下列说法正确的是(　　)A．电场力对电荷做正功B．电场力对电荷做负功C．电场力对电荷不做功D．移动电荷的路径不同，电场力做功就不同3.(多选)如图，医用口罩由多层织物材料构成，其中有一层熔喷布经过特殊工艺处理后成为驻极体材料，这层材料表面长期带有正电荷，能有效吸附细小的粉尘，而这些粉尘通常是细菌和病毒传播的载体．下列说法正确的是(　　)A．被吸附的粉尘带负电B．被吸附的粉尘带正电C．粉尘在靠近熔喷布的过程中电场力做正功D．粉尘在靠近熔喷布的过程中电势能增加4.如图，在一大小为E的水平匀强电场中，A、B两点的直线距离为l，垂直电场方向的距离为d.一电荷量为q的带正电粒子从A点沿图中虚线移动到B点．下列说法正确的是(　　)A．该过程中电场力做的功为0B．该过程中电场力做的功为EqlC．该过程中电场力做的功为EqdD．该过程中电场力做的功为Eq5．一电荷量为q＝－2 C的电荷从电场中A点移动到零势能点O处，克服电场力做功8 J，则该电荷在A点的电势能为(　　)A．－8 J    B．8 JC．－4 J    D．4 J6．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6 J的功，那么(　　)A．电荷在B处时将具有5×10－6 J的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6 J的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6 JD．电荷的动能减少了5×10－6 J7.正点电荷电场分布如图，该正点电荷电量为Q，则该电荷在与它相距r处的点所产生的电场强度大小为E＝k，A、B、C是电场线上的三个点．另一正点电荷在电场力作用下，沿电场线由A点移至B点的过程中，电场力做功为W1，将该正点电荷从A点移至C点再移至B点过程中电场力做功为W2，则(　　)A．W1＝W2    B．W1>W2C．W1<W2 D．W1＝2W28.带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图所示，如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动，下列说法正确的是(　　)A．电场力做正功，电势能减少B．电场力做正功，电势能增大C．电场力做负功，电势能减少D．电场力做负功，电势能增大9.(多选)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    B．vA<vB、aA>aBC．aA>aB、EpA<EpB    D．aA>aB、EpA>EpB10．把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况，如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，图乙为简化后的电场线分布情况，则(　　)A．由图甲可知，电场线是真实存在的B．图甲中，没有头发屑的地方没有电场C．图乙中A点的电场强度小于B点的电场强度D．图乙中电子在A点的电势能小于在B点的电势能11.两带电小球，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点垂直于杆的轴线顺时针转过90°，则在此转动过程中，电场力做的功为(　　)A．0    B．qElC．2qEl    D．πqEl  12.如图所示，在真空中的O点放一点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN过O点，OM＝30 cm，现有一检验电荷q＝－2×10－10 C，若φM＝20 V，φN＝5 V，k＝9.0×109 N·m2 /C2，求：(1)电荷Q在M点的电场强度的大小；(2)电荷q在M点和N点的电势能EpM和EpN；(3)把电荷q从M点移动到N点的过程中电场力所做的功．      微点5　电场力的功　电势能1．答案：D解析：匀强电场中电场力为恒力，做功的大小只与电荷的初、末位置有关，电荷不论沿着何种路径运动，位移均为零，所以电场力所做的功都等于零，故D正确，A、B、C错误．2．答案：A解析：由题意可知，电场力对电荷做正功，故A正确，B、C错误；电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，故D错误．3．答案：AC4．答案：D解析：一电荷量为q的带正电粒子从A点沿题图中虚线移动到B点，电场力做功W＝qEl cos θ＝qE，故选项D正确．5．答案：A解析：电荷从电场中A点移动到零势能点O处，克服电场力做功8 J，即电场力做功－8 J，根据电势能定义EpA＝WAO＝－8 J，A正确，B、C、D错误．6．答案：C解析：在只有电场力的作用下，电荷的动能和电势能之和保持不变，电场力做了5×10－6 J的功，由动能定理可得电荷将增加5×10－6 J的动能，同时减少5×10－6 J的电势能，故C正确，D错误；如果取A点为零势能点，则电荷在B处时将具有－5×10－6 J的电势能；如果电荷在A点时动能为零，则电荷在B处将具有5×10－6 J的动能；由于零势能点未知、电荷在A点的动能未知，故A、B错误．7．答案：A解析：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，两次过程的初末位置相同，故两次做功相同，即W1＝W2，故A正确，B、C、D错误．8．答案：A解析：由粒子的运动轨迹可知，带电粒子受力方向与电场强度方向相反，与速度方向夹角小于90°，所以电场力做正功，电势能减少，故A正确，B、C、D错误．9．答案：BD解析：A处电场线比B处电场线密，则A处场强大，电子所受电场力大，电子的加速度大，即有aA>aB，电子的轨迹向右弯曲，所受的电场力指向轨迹的凹侧，从A点运动到B点，由动能定理知，电场力对电子做正功，动能增大，即vA<vB，A错误，B正确；由电场力做功与电势能的关系，电场力做正功，电势能减小，故EpA>EpB，C错误，D正确．10．答案：D解析：电场是真实存在的，而电场线是为了形象描述电场而假想出来的，没画电场线的地方不代表没有电场，图甲中头发屑是因为受到电场力的作用而按电场线的方向排列出来，A、B错误；用电场线的疏密程度表示场强的大小，图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度，C错误；若把电子从A点移动到B点，需克服电场力做功，故电势能增大，可知图乙中电子在A点的电势能小于在B点的电势能，D正确．11．答案：B解析：＋q受到的电场力水平向右，－q受到的电场力水平向左，电场力对两电荷都做正功。设＋q离O点距离为x，则－q离O点的距离为(l－x).在杆顺时针转过90°的过程中，电场力对两带电小球做的功分别为W1＝qEx、W2＝qE(l－x)，所以总功为W＝W1＋W2＝qEx＋qE(l－x)＝qEl，故选B.12．答案：(1)100 N/C　(2)－4×10－9 J　－1×10－9 J　(3)－3×10－9 J解析：(1)根据点电荷的场强公式可得，M点的场强为EM＝＝ N/C＝100 N/C(2)根据电势能公式，可得电荷q在M点的电势能为EpM＝－2×10－10×20 J＝－4×10－9 J；电荷q在N点的电势能为EpN＝－2×10－10×5 J＝－1×10－9 J.(3)把电荷q从M点移动到N点的过程中，电场力所做的功为WMN＝EpM－EpN＝－4×10－9 J－(－1×10－9 J)＝－3×10－9 J