学鲁科版选修31 2.1电场力做功与电势能 作业（3）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 2.1电场力做功与电势能 作业（3）1如图所示，在矩形abcd的ad边和bc边的中点m和n各放一个点电荷，它们分别带等量正电荷。e、f是ab边和cd边的中点，p、q两点在mn的连线上，mp=qn。下列说法正确的是a. a、c两点的场强相同b. p点的电势高于e点的电势c. 将一电子沿mn连线从p点移到q点，其电势能先增大后减小d. 给电子一合适的初速度，电子可能在此电场中做匀速圆周运动2等量异号点电荷的连线和中垂线如图所示,现将一个带负电的试探电荷先从图中的a点沿直线移动到b点,再从b点沿直线移动到c点,则试探电荷在此全过程中( )a. 所受电场力的方向不变 b. 电势能先不变后减小c. 电势能一直减小 d. 所受电场力的大小恒定3如图所示，在真空中，+q1和q2为固定在x轴上的两个点电荷，且q1=4q2，ab=bp=l，a、b、c为p两侧的三个点，则下列说法中正确的是a. p点电场强度为零，电势也为零b. b、c两点处，一定有电势bc，ebecc. 若将一试探电荷+q从点a沿轴移至p点，则其电势能增加d. 若将一试探电荷q从点a静止释放，则其经过p点时动能最大4如图所示，在等边三角形的三个顶点a、b、c上固定三个带电荷量相等的点电荷，其中a、b处的点电荷均带正电，c处的点电荷带负电，d、e、f分别为ab、bc、ca边的中点，o为三角形中心，则下列说法正确的是a. 三角形中心o点的电场强度为零b. e、f两点电场强度相同c. d点的电势高于o点的电势d. 把一正点电荷从o点移到e点，该电荷的电势能增大5一带电小球在空中由a点运动到b点的过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力作用若该过程中小球的重力势能增加3j，机械能增加1.5j，电场力对小球做功2j，则下列判断正确的是（ ）a. 小球的重力做功为3jb. 小球克服空气阻力做功 0.5jc. 小球的电势能增加2jd. 小球的动能减少l j6下列有关电场线、电势能、电势的说法中正确的是（）a. 正电荷沿电场线的方向运动电势能越来越大b. 沿电场线的方向电势越来越低c. 电荷在电势越高的地方电势能越大d. 电势能越大的地方电场线越密7如图所示，a、b分别为一对等量同种电荷连线上的两点（其中b为中点），c为连线中垂线上的一点。今将一负点电荷q自a沿直线移到b再沿直线移到c，下列说法正确的是（）a. 电荷q受到的电场力一直变小b. 电场力对电荷q一直做负功c. 电荷q的电势能先减小，后增加d. 电荷q受到的电场力方向一直不变8如图所示，在一大小为e的水平匀强电场中，a、b两点的电势分别为a、b、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。则该过程中电场力做功为a. q(a-b) b. 0 c. qel d. qed9英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场b,环上套一带电荷量为+q的小球,已知磁感应强度b随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( ) a. 0 b. r2qk/2 c. 2r2qk d. r2qk10如图所示，在等量异种电荷连线的中垂线上取a、b、c、d四点，b、d两点关于o点对称，则关于各点电场强度及电势的关系，下列说法中正确的是：（ ）a. a点电势比b点电势高 b. o点的电场强度为零c. c、d两点的电势与无穷远处的电势相等 d. b、d两点的电场强度不相同11带电荷量为210-6c的小球a固定在光滑绝缘水平桌面上，在桌面的另一处有质量为410-2kg、带电荷量为-510-8c的小球b，a、b两小球间的距离为1 m，a、b两小球的半径远小于它们之间的距离，静电力常量k=9109nm2/c2。若给b一个沿水平方向且垂直于a、b连线的速度0.2 m/s，则此后的一小段时间内a. b的动能一定增加b. a对b的库仑力不做功c. b球的加速度不变d. a、b构成的系统电势能增加12如图所示实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以一点电荷为中心的圆，m点是两点电荷连线的中点，若将一试探正点电荷从虚线上n点移动到m点，则a. 电荷所受电场力大小不变b. 电荷电势能大小不变c. 电荷电势能逐渐减小d. 电荷电势能逐渐增大13如图所示，真空中有一正方形abcd，m、n分别是ab和cd的中点，现在a、b两点分别固定电荷量为+q、-q的等量异种点电荷，下列说法中错误的是a. 将试探电荷-q从c点移到d点，电场力做正功，试探电荷-q的电势能减少b. 将试探电荷+q从m点移到n点，电场力不做功，试探电荷+q的电势能不变c. c、d两点的电场强度相同d. n点的电场强度方向平行于ab且跟mn垂直14如图所示为某电场中的一条电场线,已知一试探电从a点移到b点过程中克服电场力做功，据此条件可做出判断的是（ ） a. a、b两点电场强度的大小关系b. a、b两点电势的大小关系c. 试探电荷在a、b 两点电势能的大小关系d. 试探电荷是正电荷15在点电荷+q的电场中，常正电检验电荷q=2.010-9c在a点受到的电场力f=2.010-7n，则a点的电场强度ea=_n/c。将q从a点移至无穷远处，电场力做了4.010-7j的功，取无穷远处电势为零，则a点的电势a=_v。16如图所示，把电荷量为510-9 c的正电荷，从电场中的a点移到b点，其电势能将_（选填“增大”、“减小”或“不变”）若a点电势为10v，b点电势为18v，则此过程中，电场力做功为_j试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1bcd【解析】等量同号电荷的电场线分布情况如图所示：可知位置a与位置c两点的场强等大反向，故a错误；顺着电场线方向电势降低，所以p点电势高于e点，故b正确；pq连线的中点合场强为0，电子从p点移到q点时，电场力先做负功后做正功，电势能先增加后减小，故c正确；电子可以在垂直于p连线且过e、f两点的平面内做匀速圆周运动，圆心在pq连线的中点，故d正确。所以bcd正确，a错误。2ab【解析】从a到b，电场线方向垂直于ab向下，则试探电荷所受的静电力方向与ab垂直向上，从b到c，静电力ab垂直向上，所以静电力方向不变，故a正确；由题ab是一条等势线，c点的电势比a、b的电势高，电荷带负电，则电荷从a到b，其电势能不变，从b到c，其电势能减小，即在此全过程中，电荷的电势能先不变后减小故b正确，c错误；根据电场线的疏密可知，a、b、c三点的场强大小关系是：eaebec所以电荷从a到b，所受的静电力增大；从b到c，电场力增大；故d错误；故选ab.点睛：本题的关键要掌握等量异种电荷电场线、等势线分布情况，知道等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线3cd【解析】某点的电场强度是+q1和q2在该处产生的电场的叠加，是合场强根据点电荷的场强公式e=kqr2，+q1和q2在p点产生的电场方向相反，选取向右为正方向，合场强ep=kq1(2l)2kq2l2=0，所以合电场强度为零，由于电势的零点与人为的选择有关，则p点的电势不一定等于0故a错误；设pb之间的距离为l，则b点的合场强eb=kq12l+l2kq2(l+l)2=4kq22l+l2kq2l+l24kq22l+2l2kq2l+l2=0，可知b点场强的方向向右同理可知，在p点右侧各点的场强都向右，则一定有电势bc；但由于b、c与p点的距离关系未知，所以并不能判断出b与c的场强的大小关系故b错误；同理可知，p点与q2之间的电场强度的方向向左，将一试探电荷+q从a 点沿x轴移至p点，电场力做负功，则其电势能增加故c正确；由b与c的分析可知，p点两侧的电场强度的方向相反，所以相对于p点两侧，p点的电势最高，所以将一试探电荷-q从a点静止释放，则其经过p点时电势能最小，动能最大，故d正确故选cd4c【解析】根据点电荷的场强特点可得a、b、c三个点电荷在o点的场强如图所示：可知o点的合场强不为零，故a错误；a电荷在e点产生的场强沿ae的连线指向右上方，b点电荷在e点产生的场强沿be的连线指向左上方，c点电荷在e点产生的场强沿ec的连线指向左上方，则e点的合场强指向左上方，同理f点合场强指向右上方，故b错误；电场线方向从d指向c，根据沿着电场线电势逐渐降低可知，d点的电势高于o点的电势，故c正确；把一正点电荷从o点移到e点，电场力做正功，该电荷的电势能减小，故d错误。所以c正确，abd错误。5b【解析】小球的重力势能增加3j，则球克服重力做功3j故a错误小球共受到重力、电场力、空气阻力三个力作用小球的机械能增加1.5j，则除重力以外的力做功为1.5j，电场力对小球做功2j，则知空气阻力做功为-0.5j，即小球克服空气阻力做功0.5j故b正确电场力对小球做功2j，则小球的电势能减小2j故c错误小球的重力势能增加3j，机械能增加1.5j，说明动能减小1.5j故d错误故选b.【点睛】小球的重力势能增加多少，小球克服重力做功多少，机械能增加多少，除重力以外的力做功多少根据合力做功，确定动能的变化6b【解析】a、沿电场线的方向电势降低，正电荷沿电场线的方向运动电势能越来越小，而负电荷沿电场线的方向运动电势能越来越大，故a错误；b、根据电场线的物理意义知，沿电场线的方向电势越来越低，故b正确；c、根据电势能与电势的关系ep=q，可知正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越高的地方电势能越小，故c错误；d、电势能与电场线的疏密没有直接关系，故d错误。点睛：解决本题的关键要掌握电场线的物理意义和电势能与电势的关系式ep=q，要注意运用该公式时各个量要代入符号运算。7b【解析】a、两个等量同种电荷在点b处产生的电场强度大小相等，方向相反，互相抵消，则中点b的场强为零，所以将一带电量为q的负点电荷自a沿直线移到b再沿直线移到c，电场力先减小后增大，故a错误；b、负电荷所受力的方向与电场强度方向相反，所以负点电荷自a沿直线移到b的过程中，电场力做负功，再沿直线移到c时，电场力还是做负功，故b正确；c、电场力一直做负功，电荷的电势能一直增大，故c错误；d、从a到b再到c的过程中，电场强度方向先沿ab方向，后沿bc方向，电场力的方向与电场强度方向相反，所以电场力的方向也改变，故d错误；故选b。【点睛】两个等量同种电荷，它们在点o处产生的电场强度大小相等，方向相反；bc连线上方的中垂线上每一点（除b点）电场线方向向上；根据电场力做功正负，判断电势能的变化：电场力做负功，电荷的电势能增大。8a【解析】试题分析：根据电势差由w=qu求解电场力做的功，或由w=fs求得电场力做的功。粒子从a运动到b，电势降落为ab，故电场力做功w=qab，a正确；粒子在电场方向运动距离为l2d2，故电场力做功w=qel2d2，故bcd错误9d【解析】磁感应强度b随时间均匀增加，其变化率为k，故感应电动势为：u=sbt=r2k；根据楞次定律，感应电动势的方向为顺时针方向；小球带正电，小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是：w=qu=r2qk，故选d10c【解析】a、根据等量异种电荷的电场特点，图中abcdo所处的直线为等势线，即a点电势等于b点电势，a错误；b、d、据等量异种电荷的电场特点，中垂线上各点的场强关于电荷连线对称，中点o点场强最大，向两侧场强逐渐减小，场强方向垂直于中垂线；由于b、d两点关于o点对称，所以b、d两点的场强相同，且c点、b点、a点的场强逐渐减小，故b错误、d正确；c、c、d两点的电势为零，即与无穷远处的电势相等，c正确；故选cd【点睛】明确等量异种电荷的电场特点是解题的关键，特别是中垂线上各点的场强特点，即各点的场强关于电荷连线对称，中点场强最大，向两侧场强逐渐减小，场强方向垂直于中垂线11d【解析】小球b所受的库仑力f=kqaqbl2=91092106510812n=9104n；当b的速度为0.2m/s时所需的向心力f向=mv2l=41020.221n=16104n；因f向f可知小球b做离心运动，电场力做负功，则动能减小，电势能增加；随b的远离，库仑力减小，b的加速度减小；选项abc错误，d正确；故选d.12c【解析】试题分析：根据电场线的疏密分析场强的大小，判断电场力的变化；根据顺着电场线方向电势降低，判断电势的变化，从而确定电势能的变化由电场线的分布情况可知，n处电场线比m处电场线疏，则n处电场强度比m处电场强度小，由电场力公式f=qe可知正点电荷从虚线上n点移动到m点，电场力逐渐增大，故a错误；根据顺着电场线方向电势降低，知虚线上各点的电势比正电荷处的电势低，根据u=ed知：n与正电荷间的电势差小于m与正电荷的电势差，所以n点的电势高于m点的电势，从n点到m点，电势逐渐降低，正电荷的电势能逐渐减小，故c正确，bd错误13c【解析】将试探电荷-q从c点移到d点，逆着电场线方向运动，受到的电场力与运动方向一致，故电场力做正功，电势能减小，故a正确；m点的电势等于n点的电势，所以将试探电荷+q从m点移到n点，电场力不做功，试探电荷+q的电势能不变，b正确；根据电场的叠加可知，c、d两点的电场强度大小相同，方向不同，故c错误；根据电场的叠加可知，n点的电场强度方向平行于ab且跟mn垂直，故d正确；此题选择错误的选项，故选c.14c【解析】a、由于不知道电场线的疏密故不知道电场强度的大小，故a错误；b、由于不知道试探电荷的正负故无法判断电场线的方向，无法比较ab两点电势的大小关系，故b错误