教科版 (2019)必修 第三册第一章 静电场4 电场力的功 电势能课后测评

1.4电场力的功 电势能同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．带负电的点电荷Q固定在正方形顶点d，带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动，恰好能沿图中实线经过正方形的另三个顶点a、b、c，则

A．粒子P带负电

B．电场中a、c两点的电势高低关系是φa＞φc

C．粒子P由a到b过程中电势能减少

D．粒子P在a、b、c三点的加速度大小之比是2﹕1﹕2

2．下列各物理量中，由电场本身性质决定的是 （  ）

A．电场力 B．电场力做的功 C．电场强度 D．电势能

3．如图所示，轻质弹簧左端固定，置于场强为E水平向左的匀强电场中，一质量为m，电荷量为+q的绝缘物块（可视为质点），从距弹簧右端L1处由静止释放，物块与水平面间动摩擦因数为μ，物块向左运动经A点（图中未画出）时速度最大为v，弹簧被压缩到最短时物体离释放点的距离为L2，重力加速度为g，则从物块释放到弹簧压缩至最短的过程中（ ）

A．物块电势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

B．物块与弹簧组成的系统机械能的增加量为

C．物块的速度最大时，弹簧的弹性势能为

D．若物块能弹回，则向右运动过程中经过A点时速度最大

4．如图，在匀强电场A、B两处分别放入两个正点电荷qA和qB，且qA = 2qB。甲同学选择零势能面后，算出A、B两点的电势能，得出A的电势能小于B的电势能的结论。其他同学看了甲的结论，分别发表了以下看法。你赞同的看法是（　　）

A．甲同学得出的结论与零势能面选择无关

B．甲同学选取的零势能面一定在A的左边

C．甲同学选取的零势能面一定在B的右边

D．甲同学选取的零势能面一定在A和B之间

5．P、Q是某电场中一条电场线上的两点，一点电荷仅在电场力作用下，沿电场线从P点运动到Q点，过此两点的速度大小分别为vP和v Q，其速度随位移变化的图象如图所示．P、Q两点电场强度分别为E P和EQ；该点电荷在这两点的电势能分别为ε P＞ε Q，则下列判断正确的是（ ）

A．EP＞EQ，ε P＜ε Q B．EP＞EQ，ε P＞ε Q

C．EP＜EQ，ε P＜ε Q D．E P＜EQ，ε P＞ε Q

6．如图所示，负电荷仅受电场力作用从A点运动到B点，则运动过程中电势变化情况分别是（　　）

A．电势变高 B．电势变低 C．电势不变 D．不能判断

7．如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab的中点，a、b电势分别为φa=5V、φb=3V。下列叙述正确的是（　　）

A．该电场在c点处的电势一定为4V

B．a点处的场强Ea一定大于b点处的场强Eb

C．一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少

D．一正电荷运动到c点时受到的静电力由c指向a

8．在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，以下说法中正确的是（　　）

A．在c、d、e、f四点中，c点的电场最强

B．在c、d、e、f四点中，f点的电势最高

C．若将某电子由c移到f，其电势能将增大

D．若将电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动

9．四个等量异种点电荷分别放置于正方形的顶点上,a、b分别为所在边的中点,如图所示.一点电荷从图中a点沿直线移到b点的过程中,下列说法正确的是

A．静电力对电荷做正功,电荷的电势能减小

B．静电力对电荷做负功,电荷的电势能增加

C．电荷所受的静电力先增加后减小

D．电荷所受的静电力先减小后增加

10．如图所示，两块平行板A、B之间距离为d ，加在两板间的电压为U，并将B板接地作为零电势，现在正电荷q逆着电场线方向由A板移到B板，若用x表示移动过程中该正电荷到A距离，其电势能EP随x变化图线为下列图中哪一个                         （       ）  

A． B． C． D．

11．如图所示，真空中有一电场，a、b、c、d是电场中四点，下列说法正确的是(   )

A．a、b两点的电场强度大小相等、方向相同

B．a .c两点的电场强度大小相等、方向不同

C．将电子从b点移到d点电场力做正功

D．质子在a点的电势能比在d点的大

12．如图所示，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上有A、B、C、D、E五个点，其中A、B、D、E为椭圆的四个顶点，在其一个焦点P上放一正点电荷，下列说法正确的是（　　）

A．B、E两点电场强度相同

B．A点电势比D点电势高

C．同一正试探电荷在D点处的电势能比在C点大

D．将一负试探电荷由B沿BCDE移到E点的过程中，电场力的总功不为零

13．如图所示，正、负等量异种点电荷放在矩形BCD的两顶点AB上，M点为AB的中点，N点为CD的中点。下列说法正确的是（　　）

A．M点电势高于N点电势

B．D点和C点的电场强度相同

C．将一负电荷沿直线从D点移到C点，电场力对其做正功

D．将一正电荷沿直线从M点移到N点，其电势能不变

14．在电荷量为Q的点电荷激发电场空间中，距Q为r处电势表达式为，其中k为静电力常量，取无穷远处为零电势点，今有一电荷量为Q的正点电荷，固定在空间中某处，一电荷量为q，质量为m的负点电荷绕其做椭圆运动，不计负点电荷重力。Q位于椭圆的一个焦点上，椭圆半长轴长为a，焦距为c，该点电荷动能与系统电势能之和表达式正确的是（ ）

A． B． C． D．

15．如图所示，M、N是以点电荷Q为圆心的圆上的两点，试探电荷+q分别从P点移到M点和N点，电场力做的功分别为WPM和WPN。若试探电荷对点电荷电场无影响，则下列说法正确的是（　　）

A．WPM和WPN都大于零 B．WPM>WPN C．WPM=WPN D．WPM<WPN

二、填空题（共4题）

16．如图所示为电场中某区域的电场线分布。a、b是电场中的两点，其中_____点电场强度较大；若a、b两点间的电势差为200V，把一个电荷量为1.6×10-8C的正点电荷，从a点移动到b点，电场力做功为_____J，该电荷的电势能将_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

17．电势能

（1）定义：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：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到_______时静电力所做的功。

（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无限远处或把电荷在_______的电势能规定为0。

18．在某电场中，已知A、B两点间的电势差UAB=100V，q=－2×10－10C的电荷由A点移动到B点，静电力做的功WF=______J；电荷的电势能_____（填“增加”、“减少”或“不变”）。

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．如图所示，LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切，质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上，质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处静止释放，在A球进入水平轨道后，A、B两球间相互作用视为静电力作用．带电小球均可视为质点。已知A、B两球始终没有接触，重力加速度为g，求：

（1）A、B两球相距最近时，A、B两球系统的电势能

（2）A、B两球最终的速度的大小

21．如图所示，小车质量M=8kg，带电荷量q=+3×10-2C，置于光滑水平面上，水平面上方存在方向水平向右的匀强电场，场强大小E=2×102N/C．当小车向右的速度为3m/s时，将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车右端，物块质量m=1kg，物块与小车表面间动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，g取10m/s2．求：

（1）物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能；

（2）从滑块放在小车上后5s内小车电势能的变化量．

22．如图，A、B是水平放置且间距d=5cm的两平行金属板，两板间为匀强电场，一质量m=1×10-9kg、电荷量q=5×10-12C的一带负电液滴恰静止在两板正中间的P点．液滴可视为质点，重力加速度g=10m/s2．

(1)求两板间的电场强度大小；

(2)若将液滴从P点移到B板，求该过程中电势能的增加量．

23．（1）物体从高处向低处运动，重力做什么功？物体的重力势能如何变化？重力做功和物体的重力势能变化有什么关系？

（2）①正电荷顺着电场线移动，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？②负电荷顺着电场线移动，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？③电势能的变化与静电力做功有什么关系？

参考答案：

1．D

2．C

3．B

4．B

5．A

6．A

7．C

8．C

9．D

10．B

11．D

12．B

13．D

14．B

15．C

16．     a          减小

17．     电场     EpA-EpB     减少     增加     零势能位置     大地表面

18．          增加

19．     30J     18J

20．（1）；（2），

21．（1）6J   ；（2）132J

22．(1) E=2×103N/C；(2) =2.5×10-10J

23．（1）重力做正功　重力势能减少　WG=Ep1-Ep2；（2）①静电力做正功　电势能减少　②静电力做负功　电势能增加　③W电=Ep1-Ep2