电场力做功与电势能

1 / 9 电场力做功与电势能 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 电场力做功与电势能测试 一、单项选择题 1如图 2 1 7 所示，是以 Q 为圆心的一组同心圆 (虚线 )，电场中有 A、 B、 c、 D 四点现将一带正电荷 q 的点电荷由 A点沿不同的路径移动到 D 点沿路径 做功为 W1，沿路径 做功为 W2，沿路径 做功为 W3，则 ( ) 图 2 1 7 A W2W3W3W1 D因不知道 q 的具体数值，故无法作出判 断 解析：选 B.因为电场力做功只与初、末位置有关，而与电荷运动路径无关，故沿三条路径由 A 移动到 D 的过程中，电场力做功相等，选项 B 正确 2.如图 2 1 8 所示， a、 b 为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是 ( ) 图 2 1 8 A把正电荷从 a 移到 b，电场力做负功，电荷的电势2 / 9 能减少 B把负电荷从 a 移到 b，电场力做负功，电荷的电势能增加 c把负电荷从 a 移到 b，电场力做正功，电荷的电势能增加 D不论正电荷还是负电荷，从 a 移到 b 电势能逐渐降低 解析：选 B.由电场线方向可知，将正 电荷从 a 移到 b 电场力做正功，电势能减少，而将负电荷从 a 移到 b，电场力做负功，电势能增加，故选项 B 正确， A、 c、 D 错误 3如图 2 1 9 所示，实线表示电场线，一个负电荷 q 由a 点飞入图示的电场后，沿 abc 运动，并从 c 点飞出电场已知 q 由 a 运动到 b 动能减少了 310 5j，由 b 运动到 c 动能增加了 10 5j，忽略重力则从 a 到 c，电荷的电势能的变化及电场线的方向为 ( ) 图 2 1 9 A增加 10 5j，方向斜向下 B增加 10 5j，方向斜向上 c减少 10 5j，方向斜向上 D减少 10 5j，方向斜向下 解析：选 c.由负电荷的运动轨迹可知，负电荷的受力方向斜向下，所以电场线方向斜向上由 a 到 c 电荷动能增加量3 / 9 为 10 5j 310 5j 10 5j，所以电势能减少了10 5j，故 c 正确， A、 B、 D 错误 4.如图 2 1 10 所示，有一带电的微粒，在电场力的作用下沿曲线从 m 点运动到 N 点，则微粒 ( ) 图 2 1 10 A带负电，电势能增加 B带负电，电势能减少 c带正电，电势能增加 D带正电，电势能减少 解析：选 D.由带电微粒运动的径 迹可以看出带电微粒受到的电场力指向径迹凹侧，即与电场方向相同，故带电微粒带正电，选项 A、 B 错误；因为电场力对带电微粒做正功，微粒电势能减少，选项 c 错误， D 正确答案为 D. 5.(XX 年绵阳高二检测 )如图 2 1 11 所示， a、 b 是竖直方向上同一电场线上的两点，一带负电质点在 a 点由静止释放，到达 b 点时速度最大，则 ( ) 图 2 1 11 A电场线的方向竖直向上 B a 点的电场强度大于 b 点的电场强度 c质点从 a 点运动到 b 点的过程中电势能增加 4 / 9 D质点在 a 点受到的电场力小于在 b 点受到的电 场力 解析：选 B.质点受电场力方向向上，由于带负电，所以电场线从 ba,A 错误； a 到 b 电场力做正功，电势能应减少，所以 c 错误； a 处电场力大于重力，而 b 处电场力等于重力，所以 B 正确， D 错误 6.如图 2 1 12 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，沿图中虚线由 A 运动到 B，其能量变化情况是 ( ) 图 2 1 12 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 解析：选 B.因带电微粒做直线运动，故合外力方向与速度方向在同一直线上，微粒受力分析如图所示，合外力方向与v0 反向，做负功，故微粒动能减少同时，我们知道重力和电场力均做负功，重力势能增加，电势能增加故 B 正确，A、 c、 D 错误 7质量为 m 的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为 2g 的加速度向下运动，在小球下落 h 的过程中 ( ) A小球的重力势能减少了 2mgh 5 / 9 B小球的动能减少了 3mgh c电场力做负功，大小为 2mgh D小球的电势能增加了 3mgh 解析：选 D.带电小球受到向上的电场力和向下的重力，据牛顿第二定律 F 合 F 电 mg 2mg，得 F 电 3mg.在下落过程中电场力做功 W 电 3mgh，重力做功 WG mgh，总功 W W 电 WG 2mgh，根据做功与势能变化关系可判断：小球重力势能减少了 mgh，电势能增加了 3mgh；根据动能定理，小球的动能减少了 2mgh. 8.如图 2 1 13 所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负的试探电荷在这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹若电荷是从 a 处运动到 b 处，以下判断正确的是( ) 图 2 1 13 A电荷从 a 到 b 加速度减小 B电荷从 a 到 b 加速度增大 c电荷从 a 到 b 电势能减小 D电荷从 a 到 b 动能增加 解析：选 A.根据电场线的疏密程度可以判断在 a 处的场强大于 b 处的，也就是说试探电荷在 a 处受到的电场力大于在b 处的，由牛顿第二定律可知粒子在 a 处运动的加速度大于6 / 9 b 处的，所以选项 A 正确， B 错误根据带电粒子做曲线运动的条件，曲线向力的方向弯曲，可判定，在 a、 b 两点所受到的电场力的方向都应在电场线上并大致向左由此判断电场线方向发散向外，粒子在电场中从 a 向 b 点运动，电场力对电荷做负功，动能减小，电势能 不断增大，选项 c、 D错误 9如图 2 1 14 所示，图甲是某电场中的一条电场线， a、b 是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从 a 运动到 b.在这个过程中，电荷的速度 时间图线如图乙所示，比较 a、 b 两点场强大小 Ea、 Eb 和负电荷具有的电势能大小 Epa、 Epb 有 ( ) 甲 乙 图 2 1 14 A EaEb， EpaEpb c EaEpb D Ea Eb， EpaEpb 解析：选 D.从速度图线看到，负电荷做匀减速运动，所受电场力为恒力，电场为匀强电场；受电场力的方向为 b 到 a，因此电场力做负功，所以电荷在 a 点的电势能低于在 b 点的选项 D 正确 7 / 9 10.(XX 年济南模拟 )如图 2 1 15 所示，在粗糙的水平面上，固定一点电荷 Q，由 m 点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在点电荷 Q 的电场中运动到 N 静止，则从 m 点运动到 N 点的过程中 ( ) 图 2 1 15 A小物块所受的电场力逐渐减小 B小物块具有的电势能逐渐增大 c小物块具有的动能减小 D电场力先做正功后 做负功 解析：选 A.物块处于点电荷 Q 的电场中，故离 Q 越远，电场力越小，由于物块在电场力作用下运动，故电场力一直做正功，动能增加，电势能减小 二、非选择题 11有一带负电的点电荷，从电场中的 A 点移到 B 点时，克服电场力做功 610 4j从 B 点移到 c 点时，电场力做功910 4j，问： (1)若以 A 为零势能点， B、 c 两点的电势能各为多少？ A、 c间的电势能之差为多少？ (2)若以 B 为零势能点， A、 c 两点的电势能各为多少？ A、 c间的电势能之差为多少？ 解析： (1)从 A 点移到 B 点，克服电场力做功 61 0 4j，8 / 9 电势能增加 610 4j，由于 A 点的电势能为零，故 B 点电势能为 610 4j. 从 B 点移到 c 点，电场力做功 910 4j，电势能减少 910 4j，故 c 点电势能为 310 4j. 由于 A 为零势能点，故 A、 c 间的电势能之差为 310 4j. (2)以 B 点为零势能点，电荷从 A 点移到 B 点，电势能增加610 4j， B 点电势能为零，故 A 点电势能为 610 4j. 从 B 点移到 c 点，电势能减少 910 4j，故 c 点电势能为 910 4j A、 c 间的电势能之差为 310 4j. 答案： (1)6 10 4j 310 4j 310 4j (2) 610 4j 910 4j 310 4j 12 (XX年泉州高二检测 )一匀强电场，场强方向是水平的 (如图 2 1 16 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，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成 角的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 图 2 1 16 解析：设小球的电荷量为 q，因小球做直线运动，则它受到的电场力 Eq 和重