课时梯级训练(4) 电场力的功 电势能（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（教科版2019）

课时梯级训练(4)　电场力的功　电势能 1．(多选)一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了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 CD　解析：电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做正功，电势能减少，电场力做了多少正功，电荷的电势能就减少多少，由动能定理可知，动能就增加多少。因电荷在A点的动能和电势能不知道，所以不能确定电荷在B点的动能和电势能。C、D正确。 2．某电场区域的电场线如图所示，把一个电子从A点移到B点时(　　) A．电子所受的电场力增大，电子克服电场力做功 B．电子所受的电场力减小，电场力对电子做正功 C.电子所受的电场力增大，电势能减少 D．电子所受的电场力增大，电势能增加 C　解析：电子从A点向B点移动，电子受力方向与运动方向相同，所以电场力做正功，电势能减少。又因为电场线密处场强大，同时粒子的受力也大，所以电子在B点受力要大于A点。C正确。 3．如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，一个电荷量为q的正点电荷，沿电场线方向从A点运动到B点，A、B两点间的距离为d，在此过程中电场力对电荷做的功等于(　　) A． B． C．qEd D． C　解析：电场力的大小F＝qE，则电场力做功W＝qEd。C正确。 4．如图所示，真空中有两个点电荷Q1＝＋4.0×10－8 C和Q2＝－1.0×10－8 C。分别固定在x坐标轴的x＝0和x＝6 cm的位置上。以下说法正确的是(　　) A.两个点电荷间某点的电场强度为零 B．(6 cm，12 cm)区域内电场强度的方向沿x轴正方向 C．电子在两个点电荷之间向右运动时，电势能先增大后减小 D．电子从x＝7 cm位置向右运动时，电势能先减小后增大 D　解析：Q1、Q2两个点电荷之间，正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强方向都沿x轴正方向，由场强的叠加原理，合电场强度方向也沿x轴正方向，可知两电荷之间的电场强度不可能是零，A错误；由题意可知，在x轴上，电场强度是零的点只能在Q2的右侧，设在Q2右侧距Q1的L处场强是零，由点电荷的场强公式E＝k，则有k＝k，解得L＝0.12 m＝12 cm，可知在(6 cm，12 cm)区域内电场强度的方向沿x轴负方向，B错误；两个点电荷之间的电场强度方向沿x轴正方向，电子在两个点电荷之间向右运动时，电场力一直做负功，电子的电势能一直增大，C错误；在x轴上12 cm处电场强度是零，可知在(6 cm，12 cm)区域内电场强度的方向沿x轴负方向，12 cm处右侧电场强度方向沿x轴正方向，因此电子从x＝7 cm位置向右运动时，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，D正确。 5．如图，匀强电场中有A、B、C三个点，将试探电荷从A点移到B点、再从B点移到C点，电场力做功为W；则将该电荷沿直线由A点移到C点，电场力做功(　　) A．小于W B．等于W C．大于W D．无法与W相比 B　解析：电场力做功与路径无关，将试探电荷从A点移到B点、再从B点移到C点，电场力做功为W；则将该电荷沿直线由A点移到C点，电场力做功也为W。B正确。 6．如图所示，将正电荷从A移动到C的过程中，下列说法正确的是(　　) A．从A经B到C静电力对电荷做功最多 B．从A经M到C静电力对电荷做功最多 C．从A经N到C静电力对电荷做功最多 D．不管将正电荷沿哪条路径从A移动到C，静电力对其都做正功且相等 D　解析：当正电荷从A到C移动过程中，不管沿什么路径，电场力做功相等，而且由于正电荷所受的电场力方向向右，位移也向右，所以电场力对正电荷做正功，D正确，ABC错误。 7．(多选)如图所示，在直角三角形ABC中，∠C＝30°，D为斜边AC的中点，在顶点A处有一点电荷＋Q，试探电荷q由B移至C电场力做功W1，由B移至D电场力做功W2，由D移至C电场力做功W3，关于W1、W2、W3的关系，下列说法正确的是(　　) A．W1＝W2＋W3 B．W1＝W2 C．W1＝W3 D．W2＝W1＋W3 AC　解析：根据电场力做功的特点，试探电荷由B移至C电场力做功与由B先经过D再移至C电场力做功相等，即W1＝W2＋W3，A正确，D错误；若以A点为圆心、以AB为半径画圆，则D在圆周上，将试探电荷由B点移至D点时，电荷的电势能不变，即电场力不做功，W2＝0，C正确，B错误。 8．两个带同种电荷的物体间距增大一些时(　　) A．电场力做正功，电势能增加 B．电场力做正功，电势能减小 C．电场力做负功，电势能增加 D．电场力做负功，电势能减小 B　解析：带同种电荷时两物体间的力是斥力，距离增大，电场力做正功，则电势能减小。B正确。 9．如图所示，在两点电荷形成的电场中，B点的合场强为零，一电子沿直线从A点移动到C点的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电子从A到B的过程中，电场力对其做正功 B．电子从A到C的过程中，电场力对其做负功 C．电子从A到C的过程中，其电势能先增大后减小 D．电子从A到C的过程中，其电势能先减小后增大 C　解析：由于电子带负电，且B点的合场强为零，所以A→B过程中，合场强方向向右，电子受力向左，B→C的过程中，合场强方向向左，电子受力向右。所以A→C的过程中，电场力对电子先做负功，后做正功，所以电势能先增大后减小，C正确。 10．如图为静电除尘机理示意图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线(方向未标)。不考虑尘埃的重力及在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则(　　) A.每个尘埃的运动都与一条电场线重合 B．电场线方向由放电极指向集尘极 C．尘埃在迁移过程中做匀变速运动 D．尘埃在迁移过程中电势能减小 D　解析：粒子仅受电场力，电场线为直线时，运动轨迹才有可能与电场线重合，并且要求初速度为零或者方向与电场线方向一致；尘埃运动方向和电场力方向有夹角，运动轨迹不能与电场线重合，A错误；带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知集尘极带正电荷，是正极，所以电场线方向由集尘极指向放电极，B错误；放电极与集尘极间建立非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的，尘埃的加速度是变化的，C错误；尘埃在迁移过程中电场力做正功，则电势能减小，D正确。 11．在电场中把一个电荷量为6×10－6 C的负电荷从A点移到B点，克服静电力做功3×10－5 J。试求： (1)电荷从A到B的过程中，电势能变化了多少？是增加还是减少？ (2)若规定电荷在B点的电势能为零，则电荷在A点的电势能为多大？ 答案：(1)3×10－5 J　增加　(2)－3×10－5 J 解析：(1)电荷克服静电力做功，即静电力做负功，有WAB＝－3×10－5 J。由WAB＝EpA－EpB知，电势能变化了3×10－5 J；由于静电力做负功，则电势能增加。 (2)若EpB＝0，则由WAB＝EpA－EpB得EpA＝－3×10－5 J。 12．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b时电场力做的功为W1＝1.2×10－7 J，求： (1)匀强电场的电场强度大小E； (2)电荷从b移到c，电场力做的功W2。 答案：(1)60 V/m　(2)1.44×10－7 J 解析：(1)从a到b电场力做的功W1＝qEdab 所以E＝＝ V/m＝60 V/m。 (2)把电荷从b移到c，电场力做的功W2＝qE·dbc·cos 60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5 J＝1.44×10－7 J。 学科网（北京）股份有限公司 $$