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精品练习

课时把关练

第1节 静电力做功与电势能

1. 关于静电力做功和电势能的理解，下列说法正确的是(　　)

A.静电力做功与重力做功相似，均与路径无关

B.正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的

C.静电力做正功，电势能一定增加

D.静电力做功为零，电荷的电势能也为零

2. 空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图虚线所示，在相等的时间间隔内(　　)

A．重力做的功相等

B．电场力做的功相等

C．电场力做的功大于重力做的功

D．电场力做的功小于重力做的功

3. 如图所示，在等量正点电荷形成的电场中，它们连线的中垂线ab上，有一电子，从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O点对称)，下列说法正确的是(　　)

A．电子的电势能始终增加

B．电子的电势能始终减少

C．电子的电势能先减少后增加

D．电子的电势能先增加后减少

4. 如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，只受电场力和重力作用，沿图中虚线由A运动至B，其能量变化情况是(　　)

A．动能减少，重力势能增加，电势能减少

B．动能减少，重力势能增加，电势能增加

C．动能不变，重力势能增加，电势能减少

D．动能增加，重力势能增加，电势能减少

5．[多选]如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是    (　　)

A.把正电荷从a移到b，静电力做正功，电荷的电势能减小

B.把负电荷从a移到b，静电力做负功，电荷的电势能增加

C.把负电荷从a移到b，静电力做正功，电荷的电势能增加

D.不论正电荷还是负电荷，从a到b电势能都逐渐降低

6．[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．速率先增大后减小　　

B．速率先减小后增大

C．电势能先减小后增大 

D．电势能先增大后减小

7．[多选]一个电荷只在静电力作用下从电场中的A点移到B点时，静电力做了5×10－6 J的功，那么(　 )

A．电荷在B点将具有5×10－6 J的电势能

B．电荷在B点将具有5×10－6 J的动能

C．电荷的电势能减少了5×10－6 J

D．电荷的动能增加了5×10－6 J

8. 如图，在电场强度为60 N/C的匀强电场中有A、B、C三个点，AB为5 cm，BC为12 cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4×10-8 C的正电荷从A点移到B点，再从B点移到C点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由A点移到C点，静电力做的功又是多少？

9. 某电场中有A、B、C三点，把一个电荷量为的正电荷从 A 点移到 B点的过程中，电场力做功 5×10-9J，再从 B 点移到 C 点，电场力做功 -8×10-9J。

（1）在从 A 点经过 B 点移到 C 点的整个过程中，该电荷的电势能是增加还是减少了？变化量是多少？

（2）以 B 点为电势能零点，该电荷位于 A 点以及 C 点的电势能各是多少？

（3）如果把电荷量为-的电荷从A点经过 B 点移到 C 点，该电荷的电势能是增加还是减少了？变化量是多少？

10.一匀强电场，场强方向是水平的(如图所示)．一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在静电力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角做直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差．

11.电荷量为q=1×10-4 C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,电场强度E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示,若重力加速度g取10 m/s2,求:

(1)物块的质量m和物块与水平面之间的动摩擦因数;

(2)物块运动2 s过程中,其电势能的改变量。

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第1节 静电力做功与电势能

参考答案

1.A  2.C  3.C  4.B  5.AB   6.AC  7.CD

8. 解：WAB=qEdAB=4×10-8×60×0.05 J=1.2×10-7 J。

WBC=qE·cos 60°=4×10-8×60×0.12×  J=1.44×10-7 J。

WAC=WAB+WBC=2.64×10-7 J。

将该电荷沿直线由A点移到C点，静电力做功仍为2.64×10-7 J。

因为静电力做功与路径无关。

9. 解：（1）整个过程中，电场力做的总功为

W = W1 + W2 = 5×10-9J +（-8×10-9J）= -3×10-9J

这说明过程中该电荷的电势能增加了3×10-9J 。

（2）以 B 点为电势能零点，该电荷位于A点时的电势能为EpA = 5×10-9J，

位于C点时的电势能为 EpC = WCB= -WBC = 8×10-9J。

（3）如果被移动的电荷由q变成-q，所受的电场力方向与正电荷所受的电场力方向相反，位移相同时电场力做的功与原来的数值相等而正负号相反，整个过程中电场力所做的总功为 W' = -W = 3×10-9J，即电荷的电势能减少了3×10-9J 。

10.解:因为小球做直线运动，则它受到的静电力qE和重力mg的合力必沿此直线，如图所示，则有qE＝.由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为a＝，设从O到最高点的路程为s，则v＝2as.运动的水平距离为L＝scosθ.两点的电势能之差ΔEp＝qEL，由以上各式得ΔEp＝mvcos2θ。

11.解：(1)由题图可知:E1=3×104 N/C,E2=2×104 N/C,a1=2 m/s2。

E1q-μmg=ma1    ①  E2q-μmg=0  ②

由①②代入数据得:m=0.5 kg,μ=0.4。

(2)ΔEp=-E1ql1-E2ql2

=-(3×104×1×10-4×1/2×2×1+2×104×1×10-4×2×1)J=-7 J。

电势能减少7 J。