课时跟踪检测(四) 电场力的功 电势能（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

课时跟踪检测(四)　电场力的功　电势能 (网阅作业,选择题请在答题区内作答) 1.如图所示,在电场强度为E的匀强电场中,将电荷量为+q的点电荷从电场中A点经B点移动到C点,其中AB⊥BC,AB=4d,BC=3d,则此过程中静电力所做的功为 (　 ) A.3qEd B.4qEd C.5qEd D.7qEd 2.下列说法正确的是 (　 ) A.静电力做功与重力做功相似,均与路径无关 B.正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大 C.静电力做功为零,电荷的电势能也为零 D.电场力对正电荷做正功,电势能减少;电场力对负电荷做正功,电势能增加 3.(多选)一带电小球从空中的a点运动到b点的过程中,重力做功为3 J,静电力做功为1 J,克服空气阻力做功为0.5 J,则下列判断正确的是 (　 ) A.a点动能比b点小3.5 J B.a点重力势能比b点大3 J C.a点电势能比b点小0.5 J D.a点机械能比b点小0.5 J 4.(2025·云南高考)某介电电泳实验使用非匀强电场,该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为-2 V、-1 V、1 V、2 V的等势线上,则 (　 ) A.a、b、c、d中a点电场强度最小 B.a、b、c、d中d点电场强度最大 C.一个电子从b点移动到c点电场力做功为2 eV D.一个电子从a点移动到d点电势能增加了4 eV 5.如图所示,一电子沿等量同种点电荷之间的中垂线由A点运动到B点,在此过程中,下列说法正确的是 (　 ) A.电子的电势能增大 B.电子的电势能减小 C.电子的电势能先增大后减小 D.电子的电势能先减小后增大 6.(多选)如图所示,点电荷固定于Q点,一带电粒子在库仑力作用下,做以Q为焦点的椭圆运动。M、N为椭圆长轴端点上的两点,下列说法正确的是 (　 ) A.带电粒子与点电荷的电性相同 B.带电粒子与点电荷的电性相反 C.带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 D.带电粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 7.如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点分别有等量同种电荷+Q,在x轴上有一C点, CO=OD,且∠ADO=60°。下列判断正确的是 (　 ) A.O点的电场强度为零 B.D点的电场强度为零 C.若将点电荷+q从O点移向C点,电势能增加 D.若将点电荷-q从O点移向C点,电势能减少 8.如图,带电金属小球A套在倾角α=30°的光滑绝缘杆上,与O点等高的位置固定另一带电小球B。A处于静止状态时,A、B连线与杆的夹角β=30°。A受杆的弹力大小为FN,A、B间的库仑力大小为F库,则 (　 ) A.FN与F库相等 B.A、B两球可能带异种电荷 C.将A球移至O点,A球仍能保持静止状态 D.将A球移至O点的过程中,A、B间的电势能减小 9.(多选)如图所示,水平向右的匀强电场中,一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动,经过最高点B后回到与A点在同一水平线上的C点,粒子从A点到B点过程中克服重力做的功为5 J,电场力做的功为12 J,则下列说法正确的是 (　 ) A.粒子在B点的动能比在A点的动能多7 J B.粒子在C点的动能为48 J C.粒子在C点的电势能比在B点的电势能多36 J D.粒子在C点的机械能比在A点的机械能多48 J 10.(多选)A、B是某电场中一条电场线上的两点,一正电荷仅在电场力作用下,沿电场线从A点运动到B点的v ⁃t图像如图所示,下列关于A、B两点的电场强度E的大小和电势能Ep的判断正确的是 (　 ) A.EA>EB B.EA<EB C.EpA<EpB D.EpA>EpB 11.如图所示,两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上,E、F是MN连线中垂线上的两点,O为EF、MN的交点,EO=OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后 (　 ) A.做匀加速直线运动 B.在O点所受静电力最大 C.由E到O的时间等于由O到F的时间 D.由E到F的过程中电势能先增大后减小 12.(8分)将带电荷量q1=+1.0×10-8 C的点电荷,从无限远处移到匀强电场中的P点,需克服电场力做功2.0×10-6 J,q1在P点受到的电场力是2.0×10-5 N,方向向右。试求: (1)P点场强的大小和方向;(4分) (2)电荷的电势能在移动过程中如何变化?电荷在P点的电势能是多少?(4分) 13.(12分)如图所示,不带电的物体A与带电体B叠放在一起静止在空中,带电体C固定在绝缘地面上不动。现将物体A移走,物体B从静止经过时间t达到最大速度vm=2 m/s。已知三个物体均可以看作质点,A与B的质量分别为0.35 kg、0.28 kg,B、C的电量分别为qB=+4×10-5C,qC=+7×10-5 C且保持不变,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,g取10 m/s2,不计空气阻力。求: (1)开始时BC间的距离L。(4分) (2)当物体B达到最大速度时距带电体C的距离。(4分) (3)在时间t内系统电势能的变化量ΔEp。(4分) 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(四) 1.选B　静电力做功与路径无关,只和初、末位置有关,从B点到C点静电力不做功,故全程静电力做功为W=qE×4d=4qEd,选项B正确。 2.选A　静电力做功只与初末位置有关,与路径无关,故A正确;正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小,故B错误;静电力做功为零,电荷的电势能变化量为零,但电势能不一定为零,故C错误;由电场力做功与电势能变化量的关系知,无论正、负电荷,只要电场力做正功,电势能就减少,电场力做负功,电势能就增加,故D错误。 3.选ABD　根据动能定理,动能的增加量等于合力的功,重力、静电力和空气阻力一共做功3.5 J,则动能增加3.5 J,a点动能比b点小3.5 J,A正确;重力势能的减少量等于重力的功,重力做功3 J,则重力势能减少3 J,a点重力势能比b点大3 J,B正确;静电力做功为1 J,则电势能减少1 J,a点电势能比b点大1 J,C错误;静电力做功为1 J,克服空气阻力做功为0.5 J,静电力和空气阻力共做功0.5 J,则机械能增加0.5 J,a点机械能比b点小0.5 J,D正确。 4.选C　根据等势面越密集电场强度越大,可知a、b、c、d中a点电场强度最大,故A、B错误;一个电子从b点移动到c点电场力做功为Wbc=-eUbc=2 eV,故C正确;一个电子从a点移动到d点电场力做功为Wad=-eUbc=4 eV,电场力做正功则电势能减小,可知一个电子从a点移动到d点电势能减小了4 eV,故D错误。 5.选D　根据等量同种点电荷周围的电场线分布知,由A→O→B的运动过程中电场强度方向先竖直向下,过O点后,再竖直向上,电子所受电场力先竖直向上,再竖直向下,可知电场力先做正功后做负功,则电子电势能先减小后增大。故选D。 6.选BD　带电粒子绕点电荷做椭圆运动,受到的库仑力时刻指向点电荷,故带电粒子与点电荷的电性相反,A错误,B正确;带电粒子由M点向N点运动时,电场力做负功,电势能增加,C错误,D正确。 7.选A　AB两点分别有带等量同种电荷,O是AB的中点,两等量同种电荷+Q分别在O点产生的场强大小相等,方向相反,因此在O点处场强为零,A正确;O是AB的中点,CD所在直线为AB的中垂线。根据等量同种电荷的中垂线的电场线特点可知D点场强不为零,B错误;若将点电荷+q从O点移向C点,正电荷沿着电场线方向运动,电场力做正功,电势能减小,C错误;若将点电荷-q从O点移向C点,负电荷沿着电场线方向运动,电场力做负功,电势能增加,D错误。 8.选A　由题意,对小球A受力分析如图。可见,想让A球处于平衡状态,A、B两球只能是同种电荷。对A球建立直角坐标系如图,由几何关系知∠1=∠2=60°,所以FNcos 60°=F库cos 60°,解得FN=F库,故A正确,B错误;将A球移至O点时,同理对小球A受力分析可知,此时B球对A球的库仑力水平向左,又因为重力竖直向下,支持力垂直于杆,则由三力平衡条件可知,此时小球A不能受力平衡,故C错误;由题可知,B球对A球的库仑力先做负功再做正功,故A、B间的电势能先增大后减小,故D错误。 9.选AD　粒子从A点运动到B点过程由动能定理得W1+WG=EkB-EkA,解得EkB-EkA=7 J,故A正确;粒子在竖直方向上做竖直上抛运动,则粒子由A点到B点和由B点到C点所用时间相等,粒子水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动,则粒子由A点到B点和由B点到C点水平方向的位移之比为=,粒子由A点到B点和由B点到C点过程中电场力做功之比为==,粒子由A点运动到C点的过程由动能定理得W1+W2=EkC-EkA,解得EkC=EkA+48 J>48 J,故B错误;粒子由B点到C点过程中,电场力做功为W2=3W1=36 J,即电势能减少36 J,则粒子在C点的电势能比在B点的电势能少36 J,故C错误;粒子由A点运动到C点的过程机械能的变化量等于电场力做的功,即ΔE=W1+W2=48 J,则粒子在C点的机械能比在A点的机械能多48 J,故D正确。 10.选AC　正电荷仅在电场力作用下沿电场线运动,可见这条电场线一定为直线。从图上可以看出从A点到B点,v ⁃t图线的斜率的绝对值越来越小,则正电荷的加速度越来越小,所以正电荷受到的电场力越来越小,由此可以判断电场强度越来越小,A正确;正电荷速度变小,可知正电荷做减速运动,电场力做负功,电势能增大,C正确。 11.选C　根据等量正点电荷的电场特点可知,由E点到O点为非匀强电场,带负电的点电荷由E点向O点做非匀加速直线运动,在O点所受电场力为零,故A、B错误;根据OE段和OF段电场的对称性可知,点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间,故C正确;点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功,则电势能先减小后增大,故D错误。 12.解析:(1)E== N/C=2 000 N/C,方向与正电荷所受电场力的方向相同,即向右。 (2)无穷远处电势能为零,电荷在由无穷远处移到P点过程中电场力做负功,电势能增大,在P点的电势能等于该过程中克服电场力做的功Ep=WP∞=2.0×10-6 J。 答案:(1)2 000 N/C　向右　(2)增大　2.0×10-6 J 13.解析:(1)开始时AB均处于静止状态,以AB整体为研究对象,根据共点力平衡条件可得:mBg+mAg=k 代入数据可得L=2 m。 (2)当撤去A后,B在库仑力和重力的作用下向上做加速运动,当库仑力和重力相等时,速度最大,此时有k=mBg 解得此时BC间的距离L'=3 m。 (3)从B开始运动到速度最大的过程中,对B运用动能定理可得:W库-mBg(L'-L)=mB 联立代入数据可得库仑力做功W库=3.36 J,电场力做正功,电势能减小,故系统电势能的变化量 ΔEp=-W库=-3.36 J,即减小了3.36 J。 答案:(1)2 m　(2)3 m　(3)3.36 J $