高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第1节 静电力做功与电势能随堂练习题

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第1节 静电力做功与电势能随堂练习题，共13页。试卷主要包含了下列说法正确的是，如图所示,在电场强度E=1，下列说法中,正确的是等内容，欢迎下载使用。
基础过关练
题组一 静电力做功的特点及计算
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同
B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则说明静电力做功为零
C.正电荷沿着电场线方向运动,静电力对正电荷做正功;负电荷沿着电场线的反方向运动,静电力对负电荷做正功
D.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立
2.(2022江苏镇江句容三中期末)如图所示,在电场强度为E=2×103 V/m的匀强电场中有三点A、M和B, AM=3 cm,MB=4 cm,AB=5 cm,且AM边平行于电场线。把一电荷量q为2×10-9 C的正电荷从B点移动到M点,再从M点移动到A点,静电力做功为( )
A.1.6×10-7 J B.-1.6×10-7 J
C.1.2×10-7 J D.-1.2×10-7 J
3.如图所示,在电场强度E=1.0×104 N/C的匀强电场中,同一条电场线上A、B两点之间的距离d=0.2 m,将电荷量q为1.0×10-8 C的正点电荷放在电场中的A点。
(1)在图中画出该点电荷在A点所受静电力F的方向;
(2)求出该电荷在A点受到的静电力的大小;
(3)若将该点电荷从B点移到A点,求在此过程中点电荷所受静电力做的功W。
题组二 电势能的理解及计算
4.(多选)下列说法中,正确的是( )
A.沿着电场线的方向移动正电荷,电势能一定增加
B.沿着电场线的方向移动正电荷,电势能一定减少
C.沿着电场线的方向移动负电荷,电势能一定减少
D.沿着电场线的方向移动负电荷,电势能一定增加
5.(2024四川广安二中校考)下列说法正确的是( )
A.重力做功与路径无关,而电场力做功与路径有关
B.电场力对电荷做正功时,电荷具有的电势能将增加
C.A电荷的电势能EpA=3 J,B电荷的电势能EpB=-4 J,则EpAEpB,C错误。故选D。
能力提升练
1.C 电场力方向与运动方向夹角为钝角,电场力做负功,W=-qEl cs θ,而电场力做功与电势能变化的关系为W=-ΔEp,对应的电势能增加qEl cs θ。故选C。
2.CD 由题图可知,水平匀强电场方向向左,所以带正电的矿粉受到向左的电场力落在左侧,带负电的矿粉受到向右的电场力落在右侧,故A错误;带正电的矿粉受到向左的电场力向左偏,电场力做正功;带负电的矿粉受到向右的电场力向右偏,电场力做正功,根据功能关系,电场力做正功,电势能减小,故C、D正确,B错误。
归纳总结 无论是正电荷还是负电荷,电场力对其做正功,电势能减小,做负功,电势能增加,可类比重力做功与重力势能变化的关系。
3.B 由于B点是等量正点电荷连线上的中点,所以B点的电场强度为零,负点电荷自A沿直线移到B,电场力方向水平向左,所以电场力做负功,电势能逐渐增大,A错误,B正确;负点电荷自B沿直线移到C,电场力方向与运动方向相反,电场力做负功,故电势能逐渐增大,C错误;由于负点电荷自A沿直线移到B,再沿直线到C,电场力一直做负功,电势能一直在增大,所以负点电荷在A点的电势能小于在C点的电势能,D错误。故选B。
4.答案 (1)6×10-4 J -3×10-4 J 3×10-4 J
(2)-6×10-4 J -9×10-4 J 3×10-4 J
解析 (1)以A为零电势能点时,由题意可知,把点电荷从B点移动到A点,
电场力做功W1=6×10-4 J,
所以点电荷在B点的电势能为EpB=W1=6×10-4 J,
点电荷从C点移动到A点电场力做的功,等于点电荷从C点移动到B点与从B点移动到A点电场力做功的代数和,
即W2=-9×10-4 J+6×10-4 J=-3×10-4 J
所以点电荷在C点的电势能为EpC=W2=-3×10-4 J,
在A、C两点的电势能之差
EpA-EpC=0-(-3×10-4 J)=3×10-4 J。
(2)以B为零电势能点时,把点电荷从A点移动到B点,电场力做功W3=-6×10-4 J,点电荷在A点的电势能为EpA=W3=-6×10-4 J,
从C点移动到B点,电场力做功W4=-9×10-4 J,点电荷在C点的电势能为
EpC=W4=-9×10-4 J,
在A、C两点的电势能之差
EpA-EpC=-6×10-4 J-(-9×10-4 J)=3×10-4 J。
5.A 带电云团(可近似看成带电球体)产生的电场不是匀强电场,而是类似点电荷产生的电场,故A说法错误,符合题意。根据题意可知,带电体被带电云团吸上天空,则可知带电体在上升过程中做加速运动,随着接近带电云团,电场强度变大,所受电场力变大,则加速度变大;而电场力做正功,带电体动能增加,电势能减小,故B、C、D说法正确,不符合题意。故选A。
6.D 因为不知道带电金属块的电性,所以无法判断电场方向,故A、B错误;克服静电力做功10 J,则电势能增加10 J,故C错误;机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功,故应为ΔE=40 J-10 J-20 J=10 J,D正确。故选D。
7.C 该电场为匀强电场,因此带电粒子受到的电场力方向恒定,大小不变,因此C正确。由粒子运动轨迹与受力关系可判定粒子所受电场力方向向左,B错误。由N到M电场力对粒子做负功,其速度应减小,A错误。粒子到达M之前电场力做负功,电势能增加,过M点之后,电场力做正功,电势能减少,D错误。
8.BD 由于电场力做正功,小球与弹簧组成的系统机械能增加,不守恒,故A选项错误;由题意知重力做负功,小球的重力势能增加,增加量为-W1,故B选项正确;小球增加的机械能等于重力势能的增加量与动能的增加量之和,即-W1+12mv2,故C选项错误;电场力做正功,电势能减少,减少量为W2,故D选项正确。
9.D 小球恰好能够在竖直平面内做圆周运动,则在最高点由重力和电场力的合力提供向心力,有mg+Eq=mv2L,解得v= (mg+Eq)Lm,故A错误;小球向上运动时,电场力做负功,电势能增加,当小球运动到最高点时电势能最大,机械能最小,B、C错误;小球从最高点到最低点的过程中,根据动能定理得(mg+Eq)·2L=Ek-12mv2,解得Ek=52(mg+Eq)L,故D正确。
1.BC
2.D
4.BD
5.D
1.C
2.CD
3.B
5.A
6.D
7.C
8.BD
9.D