课时测评6 电场力的功 电势能-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评6　电场力的功　电势能 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－8题，每题4分，共32分) 1.如图是以＋Q为圆心的一组同心圆(虚线)，电场中有A、B、C、D四点。现将一带电荷量为＋q的点电荷由A点沿不同的路径移动到D点。电场力沿路径①做功为W1，沿路径②做功为W2，沿路径③做功为W3，则(　　) A．W2<W3<W1 B．W1＝W2＝W3 C．W2>W3>W1 D．因不知道＋q的具体数值，故无法作出判断 答案：B 解析：因为电场力做功只与初末位置有关，与电荷的运动路径无关，故沿三条路径由A点移动到D点的过程中，电场力做功相等，B正确。 2．关于电荷的电势能，下列说法正确的是(　　) A．在电场强度大的地方，电荷的电势能一定大 B．在电场强度为零的地方，电荷的电势能一定为零 C．只在电场力的作用下，电荷的电势能一定减少 D．只在电场力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少 答案：D 解析：电场强度与电势能无关，电势能有相对性，可以人为规定零势能位置，故A、B错误；只在电场力作用下，若电荷从静止开始运动，电场力做正功，电势能减少，若电荷做减速运动，则电场力做负功，电势能增加，故D正确，C错误。 3．在电场中，把点电荷从A点移动到B点，克服电场力做功6×108 J，下列说法正确的是(　　) A．该电荷在B点具有的电势能为6×108 J B．该电荷在B点具有的电势能为－6×108 J C．该电荷的电势能增加了6×108 J D．该电荷的电势能减少了6×108 J 答案：C 解析：把点电荷从A点移动到B点，克服电场力做功6×108 J，根据电场力做功与电势能关系ΔEp＝－WAB＝－(－6×108 J)＝6×108 J，可知该电荷的电势能增加了6×108 J；由于不知道零电势能位置，所以不能确定该电荷在B点具有的电势能。 4.(2025·浙江嘉兴期末)在如图所示的电场中，将一个负电荷从A点移到B点，下列说法正确的是(　　) A．A点电场强度比B点大 B．电荷在A点受力大 C．整个过程电场力做负功 D．整个过程电势能减小 答案：C 解析：电场线的疏密表示电场强度的大小，则A点电场强度比B点小，由F＝qE知，电荷在B点受力大，A、B错误；负电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增加，C正确，D错误。 5．如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受电场力的作用，运动过程中电势能逐渐减小，它运动到b处时的运动方向与受力方向可能正确的是(　　) 答案：D 解析：根据曲线运动力与轨迹的关系可知，合力指向轨迹弯曲的内侧，A错误；带电粒子只受电场力作用，故力与电场线共线，C错误；根据运动过程中粒子的电势能逐渐减小，可知电场力做正功，则电场力与速度方向的夹角应为锐角，B错误，D正确。 6.如图所示，在光滑绝缘的水平面上放置两带正电的小物块甲和乙，所带电荷量分别为q1和q2(q2>q1)。由静止释放后，甲、乙两物块向相反方向运动。在物块运动过程中，下列表述正确的是(　　) A．甲物块受到的电场力小于乙物块受到的电场力 B．两物块的电势能逐渐减少 C．两物块速度逐渐变小 D．两物块加速度逐渐变大 答案：B 解析：物块甲、乙间的电场力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知，任何时刻都大小相等，故A错误；两个物块分别向相反方向运动，电场力做正功，两物块的电势能逐渐减少，故B正确；两个物块分别向相反方向运动，电场力做正功，两物块速度逐渐增大，故C错误；但两个物块的质量不一定相等，故加速度不一定相等，两物块逐渐远离，电场力减小，加速度逐渐减小，故D错误。 7.(2025·广东汕头期末联考)如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8.0 J，重力做功24 J，则以下判断正确的是(　　) A．金属块带负电荷 B．金属块的电势能减少4.0 J C．金属块克服电场力做功8.0 J D．金属块的机械能减少12 J 答案：D 解析：在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8.0 J，重力做功24 J，根据动能定理得W总＝WG＋W电＋Wf＝ΔEk，解得W电＝－4 J，所以金属块克服电场力做功4.0 J，金属块的电势能增加4 J。由于金属块下滑，电场力做负功，所以电场力应该水平向右，所以金属块带正电荷，故A、B、C错误；在金属块滑下的过程中重力做功24 J，重力势能减小24 J，动能增加了12 J，所以金属块的机械能减少12 J，D正确。 8.(2025·山西大学附中高二上期中)如图所示，某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图甲中虚线所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动，以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E机与位移x的关系如图乙所示，重力加速度为g，不计空气阻力。则(　　) A．电场强度方向沿x轴正方向 B．从O运动到x1的过程中，小球的速率越来越小，加速度越来越大 C．从O运动到x1的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功变大 D．到达x1位置时，小球速度的大小为2 答案：C 解析：小球机械能的变化量取决于除重力外的其他力做的功，即ΔE机＝qEΔx，故题图乙中图线的切线斜率表示小球受到的电场力，斜率变大，场强变大，小球机械能减小，电场力做负功，则场强沿x轴负方向，A错误；从O运动到x1的过程中，根据牛顿第二定律可得mg－qE＝ma，由于E变大，可知a变小，小球由静止释放后做加速度减小的加速运动，B错误；从O运动到x1的过程中，相等的位移Δx内，小球克服电场力做功为W＝qEΔx，由于E变大，可知W变大，C正确；从O运动到x1的过程中，根据动能定理可得mgx1－(E0－E1)＝mv2，解得到达x1位置时，小球速度的大小为v＝，D错误。 9.(8分)(2025·北京大兴高一统考期末)如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点间的距离d＝0.20 m。电荷量q＝＋1.0×10－8 C的试探电荷放在A点，受到的静电力大小F＝2.0×10－4N。 (1)求该匀强电场的电场强度大小E。 (2)若把该试探电荷的电荷量减小为原来的一半，A点的电场强度是否发生变化？请说明理由。 (3)若将试探电荷由A点移到B点，求在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。 答案：(1)2.0×104 N/C　(2)不变　理由见解析 (3)4.0×10－5 J 解析：(1)该匀强电场的电场强度大小E＝＝＝2.0×104 N/C。 (2)匀强电场的场强大小与试探电荷的电量无关，若把该试探电荷的电荷量减小为原来的一半，A点的电场强度不变。 (3)若将试探电荷由A点移到B点，在此过程中静电力对试探电荷所做的功W＝Fd＝4.0×10－5 J。 10.(10分)如图所示，在电场强度为E＝1×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L＝1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m＝0.2 kg、电荷量为q＝5×10－6 C、带正电的小球。细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。现将杆由水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中，求： (1)静电力对小球做功W电为多少？小球电势能如何变化？ (2)小球在最低点的动能EkB为多少？ 答案：(1)5×10－2 J　电势能减少　(2)2.05 J 解析：(1)静电力做功仅与初、末位置有关，W电＝qEL＝5×10－6×1×104×1 J＝5×10－2 J。电场力做正功，小球电势能减少。 (2)由动能定理得mgL＋W电＝EkB－0，所以EkB＝0.2×10×1 J＋5×10－2 J＝2.05 J。 11.(10分)一个匀强电场的电场强度方向水平向左，如图所示，一个质量为m的带正电的小球以初速度v0从O点出发，在静电力与重力的作用下，恰能沿与电场强度的反方向成θ角的直线运动。求小球运动到最高点时的电势能与在O点时的电势能之差。 答案：mvcos 2 θ 解析：设电场强度为E，小球带电荷量为q，因小球做直线运动，它所受的静电力qE和重力mg的合力必沿此直线，如图所示，有qE＝，F合＝ 小球做匀减速运动的加速度大小为a＝ 设从O点到最高点的位移为x，则v＝2ax 运动的水平距离为L＝xcos θ 两点的电势能之差ΔEp＝qEL 联立以上各式可得ΔEp＝mvcos 2 θ。 学科网（北京）股份有限公司 $