内容正文:
课时分层训练(五) 静电力做功与电势能
知识点1 静电力做功的特点
1.如图所示,在匀强电场中有A、B两点,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点,第一次沿直线AB移动该电荷,电场力做功为W1;第二次沿折线ACB移动该电荷,电场力做功为W2;第三次沿曲线AB移动该电荷,电场力做功为W3,则( )
A. W1>W2>W3 B. W1<W2<W3
C. W1=W2=W3 D. W1=W2>W3
C 三个过程,正电荷始末位置相同,又电场力做功的值只与始末位置有关,而与路径无关,所以C正确。
2.(多选)下列说法正确的是( )
A. 电荷从电场中的A点运动到B点,每次经过的路径不同,电场力做的功可能不同
B. 电荷从电场中的某点开始出发,运动一段路径后,又回到了该点,则电场力做功为0
C. 正电荷沿着电场线运动,电场力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,电场力对负电荷做正功
D. 电荷在电场中运动,因为有电场力对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中不成立
BC 电场力做的功和电荷的运动路径无关,所以A项错误;电场力做功只和电荷的初末位置有关,所以电荷从某点出发又回到了该点,电场力做功为零,B项正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同,故电场力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,电场力对负电荷做正功,C项正确;电荷在电场中运动,虽然有电场力做功,但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,D项错误。
知识点2 电势能
3.在电场中移动正电荷时,如果外力克服电场力对电荷做功,则一定是( )
A. 顺着电场线方向移动
B. 逆着电场线方向移动
C. 电势能增大
D. 电势能减小
C 由于正电荷受到的电场力方向与电场方向相同,外力克服电场力做功只说明电场力做负功,电势能增大,而电场力做功只与电荷的初末位置有关,与路径无关,所以正电荷不一定逆着电场线移动,故C对。
4.(多选)如图所示,固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点,已知MQ<NQ。下列叙述正确的是( )
A. 若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则电场力对该电荷做功,电势能减少
B. 若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则该电荷克服电场力做功,电势能增加
C. 若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,则电场力对该电荷做功,电势能减少
D. 若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,再从N点沿不同路径移回到M点,则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功,电势能不变
AD 正电荷在正电荷形成的电场中,受到的电场力是背离两个电荷的连线向外的,故从M点移到N点,电场力做正功,电势能减少,A对,B错;负电荷受到的电场力与正电荷相反,沿两个电荷的连线指向固定的正电荷Q,所以在从M点移到N点的过程中,电场力做负功,即克服电场力做了功,电势能增加,C错;电场力做功只与始末位置有关,与路径无关,所以D对。
5.在竖直向下的匀强电场中,有a、b两个带电液滴,分别竖直向上和向下做匀速直线运动,液滴间相互作用力不计,则( )
A. a、b带同种电荷 B. a、b带异种电荷
C. a的电势能增大 D. b的电势能减小
A a、b两个带电液滴在竖直向下的匀强电场中分别竖直向上和向下做匀速直线运动,则a、b两带电液滴均受到了竖直向上的与其自身重力平衡的电场力,故a、b带同种电荷,且带负电,选项A正确,B错误;电场力对a做了正功,a的电势能减小,选项C错误;电场力对b做了负功,b的电势能增大,选项D错误。
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,做以Q为焦点的椭圆运动,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经P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
AC 电子沿M→P→N的运动过程中,先靠近正的点电荷再远离正的点电荷,所以电子受到的库仑引力先做正功后做负功,因此电势能先减小后增大,速率先增大后减小。
7.(多选)如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把电荷量为+q和-q的点电荷依次放在这三点上,关于它们所具有的电势能,下列说法正确的是( )
A. 放上+q时,它们的电势能EpA>EpB>EpC
B. 放上+q时,它们的电势能EpA<EpB<EpC
C. 放上-q时,它们的电势能EpA>EpB>EpC
D. 放上-q时,它们的电势能EpA<EpB<EpC
AD 正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减少,故放上+q时,EpA>EpB>EpC;负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增加,故放上-q时,EpA<EpB<EpC。故A、D正确,B、C错误。
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