8 课时精练(七) 静电力做功与电势能-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版2019）

课时精练(七)　静电力做功与电势能 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础达标] 1．关于静电力做功，下列说法正确的是(　　 ) A．电荷沿不同路径从电场中A点运动到B点，静电力做功可能不同 B．电荷从电场中A点出发，最后又回到A点，静电力做功为零 C．电荷在电场中沿着电场线运动，所受静电力对电荷一定做正功 D．电荷在电场中运动，所受静电力对电荷做功，能量守恒定律不再成立 B　[静电力做的功与电荷的运动路径无关，选项A错误；静电力做的功只与电荷的初、末位置有关，所以电荷从A点出发又回到A点，静电力做的功为零，选项B正确；负电荷沿着电场线的方向运动，静电力对负电荷做负功，选项C错误；电荷在电场中运动，虽然有静电力做功，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，选项D错误。] 2.如图所示，电场中a、b、c三点，ab＝bc，则把点电荷＋q从a点经b点移到c点的过程中，静电力做功的大小关系有(　　 ) A．Wab＞Wbc B．Wab＝Wbc C．Wab＜Wbc D．无法比较 C　[由电场线的疏密可以判断电场强度的大小关系，a点的电场强度最小，c点的电场强度最大。位移相同时，点电荷在bc段受到的平均静电力较大，所以Wab＜Wbc，选项C正确。] 3．关于电荷的电势能，下列说法正确的是(　　 ) A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大 B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零 C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少 D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少 D　[电场强度与电势能无关，电势能具有相对性，可以人为规定零势能面，故A、B错误；只在静电力作用下，若电荷从静止开始运动，静电力做正功，电势能减少，若电荷在静电力作用下在电场中做减速运动，则静电力做负功，电势能增大，故D正确，C错误。] 4.(多选)如图所示，以坐标原点O为圆心，半径为r的圆与坐标轴交于a、b、c、d。在O点固定一个正电荷Q，另外还有一方向与x轴正方向相同，场强大小为E的匀强电场。现把一电荷量为＋q的点电荷N在圆上移动，则(　　 ) A．从a移到c，电场力对点电荷N做功为2qEr B．从a移到c，电场力对点电荷N不做功 C．从d移到b，电场力对点电荷N做功为2qEr D．从d移到b，电场力对点电荷N不做功 BC　[从a移到c，点电荷Q产生的电场对点电荷N不做功，在匀强电场中，电场力对点电荷N也不做功，故A错误，B正确；从d移到b，点电荷Q产生的电场对点电荷N不做功，匀强电场对点电荷N做功为W＝qE·2r＝2qEr，所以电场力做功为2qEr，故C正确，D错误。] 5．(多选)如图，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在O点处固定正点电荷，若一带负电的粒子仅在静电力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则(　　 ) A．两过程中静电力做的功相等 B．前一过程中静电力做的功大于后一过程中静电力做的功 C．前一过程中，粒子电势能不断减小 D．后一过程中，粒子动能不断增加 CD　[因O点处的点电荷带正电，则场强方向由a指向c，带负电的粒子从c向a运动，静电力做正功，已知ab＝bc，因ab间场强大于bc间场强，由W＝qEl定性分析，Wcb<Wba，故A、B错误；粒子从c点运动到b点，再从b点运动到a点的过程中，静电力一直做正功，粒子电势能不断减小，动能不断增加，故C、D正确。] 6．(多选)下列说法正确的是(　　 ) A．当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 B．当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 C．一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小 D．一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大 ABC　[同种电荷相互排斥，同种电荷相互靠近时克服电场力做功，它们的电势能增大，故A、B正确；异种电荷相互吸引，异种电荷相互靠近时电场力做正功，它们的电势能减小，故C正确，D错误。] 7．如图所示，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－时间图像如图乙所示，比较a、b两点场强大小Ea、Eb和负电荷具有的电势能Epa、Epb，有(　　 ) A．Ea＞Eb、Epa＜Epb B．Ea＝Eb、Epa＞Epb C．Ea＜Eb、Epa＞Epb D．Ea＝Eb、Epa＜Epb D　[由v ­t图像知负电荷速度均匀减小，电场力做负功，动能减小，电势能增加，即Epa＜Epb。因加速度恒定，受电场力不变，应为匀强电场，Ea＝Eb，D正确。] 8．(多选)一带电小球在空中由A点运动到B点过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力。若重力做功为－3 J、机械能增加0.5 J、电场力做功1 J，则小球(　　 ) A．重力势能减少3 J B．动能减少2.5 J C．电势能增加1 J D．克服空气阻力做功0.5 J BD　[重力做负功，大小为－3 J，所以重力势能增加3 J，A错误；机械能增加0.5 J，而机械能等于重力势能与动能之和，则得动能减少2.5 J，B正确；电场力做正功，电势能减小1 J，C错误；根据动能定理可得ΔEk＝WG＋WE＋Wf＝－3 J＋1 J＋Wf＝－2.5 J，解得Wf＝－0.5 J，D正确。] [能力提升] 9.(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 AC　[根据点电荷Q的电场线分布情况可知，电子由M到N的运动轨迹为：先向Q靠近，此时，电场力做正功，电势能减小，速率增大；再远离Q，此时，电场力做负功，电势能增大，速率减小。故选项A、C正确。] 10．(多选)在电场强度大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电荷量为＋q的物体从A点开始以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度的大小为，物体运动距离l到达B时速度变为零。下列说法正确的是(　　 ) A．物体克服电场力做功qEl B．物体的电势能减少了qEl C．物体的电势能增加了qEl D．若选A点的电势能为零，则物体在B点的电势能为qEl ACD　[物体所受电场力方向与运动方向相反，所以电场力做负功，即克服电场力做功W＝qEl，选项A正确；由于电场力做负功，电势能增加，电场力做了多少负功，电势能就增加多少，所以电势能增加了qEl，选项B错误，C正确；由WAB＝EpA－EpB可知，当选A点的电势能为零时，EpB＝－WAB＝qEl，选项D正确。] 11．一带电小球在从电场中的a点运动到b点的过程中，重力做功WG＝3 J，克服空气阻力做功Wf＝0.5 J，小球的动能增加量ΔEk＝1 J。求在此过程中带电小球的电势能变化了多少？ 解析：　根据动能定理可得W电＋WG－Wf＝ΔEk 所以W电＝ΔEk－WG＋Wf＝1 J－3 J＋0.5 J＝－1.5 J 即电场力对小球做了1.5 J的负功，所以带电小球的电势能增加了1.5 J。 答案：　增加了1.5 J 12.如图，匀强电场中带电荷量为＋q的电荷从B运动到A，电场力做功WE＝1.6×10－3 J(A点定为零势能位置)，问： (1)B点的电势能为多少？ (2)若将电荷改为带电荷量为q的负电荷，其他条件不变，B点的电势能又为多少？ 解析：　(1)电荷从B向A运动，当电荷带正电时，电荷受力与运动方向相同，电场力做正功，电势能减少。 因为WE＝1.6×10－3 J， 所以ΔEp＝－1.6×10－3 J； 又因为EA＝0， 所以B点的电势能为EB＝1.6×10－3 J。 (2)当电荷带负电时，电荷受力与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加。 因为WE＝－1.6×10－3 J， 所以ΔEp＝1.6×10－3 J； 又因为EA＝0， 所以EB＝－1.6×10－3 J。 答案：　(1)1.6×10－3 J　(2)－1.6×10－3 J 13．地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场。一质量为1.00×10－4 kg、带电荷量为－1.00×10－7 C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m。对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力)(　　 ) A．－1.50×10－4 J和9.95×10－3 J B．1.50×10－4 J和9.95×10－3 J C．－1.50×10－4 J和9.65×10－3 J D．1.50×10－4 J和9.65×10－3 J D　[对带电小球进行受力分析，考虑到忽略空气的阻力，小球受到向下的重力和向上的电场力，下落10.0 m时，小球克服电场力做功，小球的电势能增大，ΔEp＝qEh＝150×1.00×10－7×10.0 J＝1.50×10－4 J；根据动能定理可知小球下落10.0 m时的动能的改变量为ΔEk＝WG－WE＝mgh－qEh＝1.00×10－4×9.8×10.0 J－1.50×10－4 J＝9.65×10－3 J，所以选项D正确。] 学生用书第31页 学科网（北京）股份有限公司 $$