2.1 静电力做功与电势能 同步作业 -2026-2027学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 以“静电力做功特点-电势能”模块分层，通过选择到计算的题型进阶，覆盖基础认知到综合应用，强化能量观念与科学推理。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|静电力做功特点|1-2题直接考查做功与路径无关，夯实物理观念| |概念应用|电势能基本概念|3-5题结合电场线情境，辨析电势能变化，培养科学推理| |综合理解|电势能与电场力功综合|6-10题（多选）涉及复杂电场（等量异种电荷等），深化科学思维| |问题解决|电势能计算应用|11-13题综合公式应用，衔接新授课知识巩固需求|

第1节 静电力做功与电势能 同步作业 一、选择题 一　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的正点电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，静电力做功为W3，则(　　) A．W1＞W2＞W3 B．W1＜W2＜W3 C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2＞W3 2.两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示．若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中静电力做的功为(　　) A．0 B．qEl C．2qEl D．πqEl 二　电势能 3.如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点．设电荷在电场中只受静电力作用，则下列说法中正确的是(　　) A．若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少 B．若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加 C．若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加 D．若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能不变 4.如图所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于M、N两点。M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量，A、B为M、N连线的中垂线上的两点。现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法正确的是(　　) A．q的电势能逐渐减小 B．q的电势能逐渐增大 C．q的电势能先增大后减小 D．q的电势能先减小后增大 5.(2026·江苏南通期中)如图所示，两等量异种点电荷固定在A、B两点，C、D是AB中垂线上的两点。电子由C点沿直线移动到D点的过程中(　　) A.电子受到的静电力方向发生变化 B.电子受到的静电力先变小后变大 C.静电力对电子不做功 D.电子的电势能先变大后变小 6.(多选)如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负的试探电荷在这个电场中仅在静电力作用下运动的轨迹。若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是(　　) A．电荷从a到b速度减小 B．电荷从a到b加速度增大 C．电荷从a到b电势能减小 D．电荷从a到b电势能增加 7．(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点处有一固定点电荷，已知b点电势高于c点电势，若一带负电荷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 8.(多选)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在静电力作用下做以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 9．(多选)如图甲所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点．一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度图像如图乙所示．则(　　) A．Q2带正电 B．Q2带负电 C．试探电荷从b点到a点的过程中电势能增大 D．试探电荷从b点到a点的过程中电势能减小 10.(多选)如图，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中(　　) A．小物块所受静电力逐渐减小 B．小物块具有的电势能逐渐减小 C．M点的电势一定高于N点的电势 D．小物块电势能的减小量一定等于克服摩擦力做的功 二、计算题: 11.如图是一匀强电场,已知场强E=2×102 N/C。现让一个带电量为q=-4×10-8C的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离s=30 cm。 (1)试求:电荷从M点移到N点电势能的变化。 (2)若此电荷从N点移到P点(P点在图中没有画出)电势能减少4.8×10-6J,试求电场力对电荷做的功。 12.真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度方向与竖直方向夹角为37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度为g)。求: (1)小球受到的电场力的大小及方向。 (2)若以速度v0竖直向上抛出该小球,求小球从抛出点至最高点的电势能变化量。 13.在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沿电场线方向，BC和电场线方向成60°角．一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从A移到B，静电力做功为W1＝1.2×10－7 J．求： (1)匀强电场的电场强度E的大小． (2)该电荷从B到C，电荷的电势能改变多少？ 参考答案： 1.答案　C解析　假设A、B两点相距为l，直线AB与电场线的夹角为θ(θ＜90°)，根据功的定义可知，静电力做的功均为qElcos θ，故沿三种路径移动该电荷，静电力做功相等，选项C正确，A、B、D错误． 2.答案　C解析　静电力对两小球均做正功，做功大小与路径无关，对每个小球做的功均为qEl，共为2qEl，故C正确． 3.答案　A解析　若在C点无初速度地释放正电荷，由于它只受到向右的静电力，则正电荷在静电力作用下沿直线由C向B运动，静电力做正功，电势能减少；若从C点无初速度地释放负电荷，则负电荷在向左的静电力作用下由C向A运动，静电力做正功，电势能减少，故选A. 4.答案　B解析　负电荷q受M、N两处正电荷的吸引力的合力指向左下方，由A移至B静电力做负功，电势能增大，故B正确。 5.答案　C解析　由等量异种点电荷的电场线分布可知，从C到D的过程中，电场强度先变大后变小，方向与AB连线平行且由A指向B，故电子在此过程中受到的静电力先变大后变小，且方向不变，A、B错误;电子由C到D的过程中，静电力的方向与位移方向垂直，故静电力对电子不做功，电势能不发生变化，C正确，D错误。 6.答案　AD解析　根据电场线的疏密程度可以判断在a处的场强大于b处的，也就是说试探电荷在a处受到的静电力大于在b处的，由牛顿第二定律可知粒子在a处运动的加速度大于在b处的，所以选项B错误；根据带电粒子做曲线运动的条件，由曲线向力的方向弯曲可判定，电荷在a、b两点所受到的静电力的方向都应在电场线上并大致向左。由此判断电场线方向发散向外，粒子在电场中从a向b运动，静电力对电荷做负功，其动能减小，电势能增大，故选项C错误，选项A、D正确。 7.答案　CD解析　b点电势高于c点电势，则O点处的点电荷带正电，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，因ab＝bc，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，动能不断增大，故C、D正确． 8.答案　AC解析　点电荷带正电，从M点经P点到达N点的过程中，电子先靠近正电荷后远离正电荷，电子只受静电力作用，静电力先做正功后做负功，电子的电势能先减小后增大，故动能先增大后减小，则速率先增大后减小，A、C对，B、D错． 9.答案　BC解析　由题图乙可知，从b点到a点速度减小，故试探电荷受向左的静电力，因此Q2带负电，故A错误，B正确．试探电荷从b点到a点，由于静电力做负功，其电势能增大，故C正确，D错误． 10.答案　ABD解析　小物块从M点运动到N点的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以静电力方向一定向左，随着小物块由M点运动到N点，与点电荷Q的距离越来越大，所以小物块受到的静电力逐渐减小，A正确；由动能定理可得WE－μmgx＝0，即WE＝μmgx，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减小量等于克服滑动摩擦力做的功，B、D正确；因点电荷Q的电性未知，不能判断M、N两点电势的高低，C错误． 11.答案:(1)增加2.4×10-6 J　(2)4.8×10-6 J 【解析】(1)由题图可知,负电荷在该电场中所受电场力F方向向左。因此从M点移到N点,电荷克服电场力做功,电势能增加,增加的电势能ΔEp等于电荷克服电场力做的功W。电荷克服电场力做功为 W=qEs=4×10-8×2×102×0.3 J=2.4×10-6 J。 即电荷从M点移到N点电势能增加了2.4×10-6 J。 (2)电势能的减少量等于电场力对电荷做的功 W′=ΔEp′=4.8×10-6J。 12.答案:(1) mg　方向水平向右 (2)减少m 【解析】(1)根据题设条件,电场力大小F=mgtan 37°=mg, 方向水平向右。 (2)小球沿竖直方向做匀减速直线运动,初速度为v0,则vy=v0-gt。 沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为ax,则ax==g 小球上升到最高点的时间t=,此过程中小球沿电场线方向的位移 x=axt2=。 电场力做功W=Fx=m。 则小球上升到最高点的过程中,电势能减少m。 13.答案:　(1)60 N/C　(2)减少1.44×10－7 J 【解析】(1)由W1＝qE·AB得，该电场的电场强度大小为： E＝＝ N/C＝60 N/C (2)该电荷从B到C，静电力做功为： W2＝F·BC·cos 60°＝qE·BC·cos 60° ＝4×10－8×60×12×10－2×0.5 J＝1.44×10－7 J 所以，该过程电荷的电势能减少1.44×10－7 J. 学科网（北京）股份有限公司 $