第2章 第1节 静电力做功与电势能-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集(鲁科版)
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内容正文:
鲁科版·必修第三册·第2章电势能与电势差
静电力做功与电势能
课时重点&课堂同步
模块1
本小节知识重点梳理
序号
核心知识点
关键内容
静电力做功的特点
静电力做功与路径无关,只与电荷的始末位置有关。
2
静电力做功的计算
匀强电场中:W=qEd(d为沿电场方向的位移);一般情况:W=qU。
3
电势能
电荷在电场中具有的势能叫电势能,用E表示,单位:焦耳(J)。
静电力做功与电势能变化
静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增大。
4
的关系
5
功能关系式
W静电力=-△Ep=Ep初-Ep末。
电势能的相对性
电势能具有相对性,需先选取零势能参考点(通常取无穷远或大地为零势能
6
点)。
7
电势能的正负
电荷在零势能点以上,Ep>O;在零势能点以下,Ep<0。
8
电势能是标量
电势能是标量,但有正负,正负表示大小。
9
静电力做功的符号规定
力与位移夹角日<90°,做正功;日>90°,做负功;日=90°,不做功。
重力做功与静电力做功类
静电力做功与重力做功类似,均与路径无关,对应势能变化关系一致。
10
比
核心公式与关键结论
★核心公式:W=-△Ep=Ep1-Ep2
★关键结论:静电力做正功?电势能减小;静电力做负功?电势能增大。
模块2
课堂同步提升习题
一、单选题(每题3分,共30分)
1.关于静电力做功的特点,下列说法正确的是
A.静电力做功与路径有关
B.静电力做功与路径无关,只与始未位置有关
C,静电力做功与电荷量无关
D.静电力做功与电场强度无关
2.在匀强电场中,电荷q沿电场方向移动距离d,则静电力做功为
A.W=gd B.W=gEd C.W=Ed D.W=qE/d
3.静电力对电荷做正功,则电荷的电势能
A.增大B.减小C.不变D.无法确定
4.静电力对电荷做负功,则电荷的电势能
A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小
5.关于电势能,下列说法正确的是
A.电势能是矢量B.电势能只有正值C.电势能是标量,有正负之分D.电势能的大小与零势能点选取无关
6.一个电荷从A点移到B点,静电力做功为-5×10-6J,则」
A.电势能增加5×10-6JB.电势能减少5×10-6JC.电势能不变D.无法判断
7.电荷在电场中某点的电势能为零,则该点
A电场强度一定为零B.电势一定为零C.是零势能参考点D.电荷一定静止
8.静电力做功与重力做功的共同点是
A.都与路径有关B.都与路径无关,只与始未位置有关C,都做正功D.都与电荷量成正比
9.在匀强电场中,电荷q沿垂直于电场方向移动距离d,静电力做功为
A.gEd B.gE/d C.0 D.qd
10.关于W=-△Ep,下列说法正确的是
A.静电力做正功,△Ep>0
B.静电力做正功,△Ep<0
C.静电力做负功,△Ep<0
D.W与△Ep无关
二、多选题(每题4分,共16分,选对但不全得2分,有错选得0分)
11.关于静电力做功,下列说法正确的是
A.静电力做功与路径无关
B.静电力做功只与始未位置有关
C.静电力做功可以为正、为负或为零
D.静电力做功与电荷的运动路径有关
12.关于电势能,下列说法正确的是
A.电势能是标量
B.电势能有正负之分
C.电势能的大小与零势能参考点的选取有关
D.电势能是矢量
13.静电力做负功时,下列说法正确的是
A.电势能增大B.电势能减小C.△Ep>0D.W<0
14.在匀强电场中,下列说法正确的是
A.沿电场方向移动电荷,静电力一定做功
B.垂直电场方向移动电荷,静电力不做功
C.静电力做功与路径无关
D.静电力做功与电荷量成正比
三、判断题(每题2分,共10分)
15.静电力做功与路径无关。
16.静电力做正功,电势能一定增大。
17.电势能是矢量,有方向。
18.电势能的大小与零势能参考点的选取有关。
19.电荷在电场中某点电势能为负值,说明该点电势能比零势能点低。
四、填空题(每题4分,共16分)
20.静电力做功与
无关,只与电荷的
有关。
21.静电力做正功,电势能
;静电力做负功,电势能
22.电势能的单位是
,符号是
23.静电力做功与电势能变化的关系式为:W=」
五、简答题(每题6分,共12分)
24.简述静电力做功与重力做功的相似之处。
25.为什么说电势能具有相对性?如何理解电势能的正负?
六、计算题(每题8分,共16分)
26.在匀强电场中,电场强度E=2×103N/C,一个电荷量q=+3X10-6C的电荷沿电场方向从A点移动到B点,移动
距离d=0.2m。求:
(1)静电力做的功W;
(2)电荷电势能的变化量△Ep;
(3)若以A点为零势能参考点,求电荷在B点的电势能EpB。
27.一个电荷量为q=-2×10-6C的电荷在电场中从M点移动到N点,静电力做功W=4×10-6J。求:
(I)电荷电势能的变化量△Ep;
(2)电荷在M点和N点的电势能哪点大?大多少?
模块3
参考答案
一、单选题
1.B解析:静电力做功与路径无关,只与电荷的始末位置有关。
2.B解析:匀强电场中,沿电场方向移动电荷,静电力做功W=qEd。
3.B解析:静电力做正功,电势能减小。
4.A解析:静电力做负功,电势能增大。
5.C解析:电势能是标量,有正负之分,其大小与零势能点选取有关。
6.A解析:静电力做功W=-5×10-6J<0,静电力做负功,电势能增加5×10-6J。
7.C解析:电势能为零的点即为零势能参考点。
8.B解析:静电力做功与重力做功均与路径无关,只与始末位置有关。
9.C解析:电荷沿垂直于电场方向移动,力与位移夹角为90°,静电力不做功,W=0。
10.B解析:W=-△Ep,静电力做正功W>0,则△Ep<0,电势能减小。
二、多选题
11.ABC解析:静电力做功与路径无关,只与始末位置有关,可以做正功、负功或不做功。
12.ABC解析:电势能是标量,有正负,大小与零势能参考点选取有关。
13.ACD解析:静电力做负功W<0,则△Ep>0,电势能增大。
14.ABCD解析:沿电场方向移动电荷,静电力做功;垂直电场方向移动,静电力不做功;静电力做功与路径无关,与电
荷量成正比。
三、判断题
15.√解析:静电力做功与路径无关。
16.×解析:静电力做正功,电势能减小。
17.×解析:电势能是标量,没有方向。
18.√解析:电势能的大小与零势能参考点的选取有关。
19.√解析:电势能为负值,说明该点电势能低于零势能参考点。
四、填空题
20.路径;始未位置
21.减小;增大
22.焦耳;J
23.-△Ep(或Ep初-Ep末)
五、简答题
24.答:①静电力做功与重力做功都与路径无关,只与始末位置有关;②静电力做功对应电势能的变化,重力做功对应重
力势能的变化;③静电力做正功,电势能减小;重力做正功,重力势能减小;④两者都满足功能关系:W=-△E印。
25.答:①电势能的大小与零势能参考点的选取有关,选取不同的零势能点,同一电荷在同一点的电势能不同,因此电势
能具有相对性;②电势能为正值,表示该点的电势能高于零势能参考点;③电势能为负值,表示该点的电势能低于零势能
参考点;④电势能的正负表示大小,不表示方向。
六、计算题
26.
(1)静电力做功:W=qEd=3×10-6C×2×103N/C×0.2m=1.2×10-3J。
(2)由W=-△Ep得:△Ep=-W=-1.2×10-3J,即电势能减小了1.2×10-3J。
(3)以A点为零势能参考点,EpA=0,△Ep=EpB-EpA,EpB=EpA+△Ep=0+(-1.2X10-3J)=-1.2×10-3J。
答:(1)W=1.2×10-3J;(2)△Ep=-1.2×10-3J,电势能减小1.2×10-3J;(3)EpB=-1.2×10-3J。
27.
(1)由W=-△Ep得:△Ep=-W=-4×10-6J,即电势能减小了4×10-6J。
(2)△Ep=EpN-EpM=-4×10-6J,EpN-EpM<0,则EpM>EpN,M点电势能大,比N点大4X10-6J.
答:(1)△Ep=-4×10-6J,电势能减小4×10-6J;(2)M点电势能大,大4×10-6J。
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