教科版 (2019)第一章 静电场4 电场力的功 电势能课后测评

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1.(多选)规定无穷远处为零电势能点,关于电势能,下列说法正确的是( )
A.不规定电势能零点,就不能谈电势能的具体值
B.在正点电荷周围的空间,正检验电荷的电势能为正
C.在负点电荷周围的空间,正检验电荷的电势能为正
D.在质子周围的电场中,电子的电势能为正
答案:AB
解析:电势具有相对性,不规定电势能零点,就不能谈电势能的具体值,故A正确;在正点电荷周围的空间,将正检验电荷移到无穷远处电场力做正功,电荷电势能减少,而无穷远处电势能为零,故正检验电荷的电势能为正,故B正确;同理C、D错误。
2.如图所示,在匀强电场中有A、B两点,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点,第一次沿直线AB移动该电荷,电场力做功为W1;第二次沿路径ACB移动该电荷,电场力做功为W2;第三次沿曲线AB移动该电荷,电场力做功为W3,则( )
A.W1>W2
B.W3C.W1=W3
D.W1答案:C
解析:电场力做功只与开始和结束位置有关,与路径无关,因此选项C正确。
3.如图所示,A、B为一条电场线上的两点,将一正点电荷q从A点移到B点的过程中( )
A.电场力做正功,电荷电势能增加
B.电场力做正功,电荷电势能减少
C.电场力做负功,电荷电势能增加
D.电场力做负功,电荷电势能减少
答案:B
解析:将正点电荷q从A点移到B点的过程中,正电荷q所受的电场力从A→B,与位移方向相同,所以电场力做正功,电势能减少,故A、C、D错误,B正确。
4.如图所示,空间有一水平方向的匀强电场,初速度为v0的带电微粒从A点射入电场,在竖直平面内沿直线从A运动到B,在此过程中微粒的( )
A.动能和电势能都减少,重力势能增加
B.动能和重力势能都增加,电势能减少
C.动能减少,重力势能和电势能都增加
D.动能不变,重力势能增加,电势能减少
答案:C
解析:带电微粒做直线运动,所以所受合力方向与运动方向在同一直线上,如果电场力水平向右,如图所示,则两力的合力不可能沿虚线方向。
故电场力只能水平向左,如图所示,则两力的合力可沿虚线方向。
所以小球所受电场力方向水平向左,物体在竖直平面内沿直线从A运动到B的过程中,高度升高所以重力做负功,重力势能增加;电场力做负功,电势能增加;根据动能定理,合力做负功,所以动能减小,故C正确。
5.某静电场的电场线如图所示,一带正电的点电荷在电场中M、N两点所受电场力的大小分别为FM和FN,所具有的电势能分别为EpM和EpN,则下列说法正确的是( )
A.FM>FN,EpM>EpN
B.FM>FN,EpMC.FMEpN
D.FM答案:C
解析:由电场线的疏密反映电场强度的大小知,EMEpN,故A、B、D错误,C正确。
6.下图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点。在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J,电场力做的功为1.5 J。则下列说法正确的是( )
A.粒子带负电
B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C.粒子在B点的动能比在A点多0.5 J
D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J
答案:D
解析:从运动轨迹上来看,垂直电场方向射入的带电粒子向电场的方向偏转,说明带电粒子受到的电场力与电场方向相同,所以带电粒子应带正电,故A错误;从A到B的过程中,电场力做正功,电势能在减少,所以在A点的电势能比在B点的电势能大1.5 J,故B错误;从A到B的过程中,克服重力做功2.0 J,电场力做功1.5 J,由动能定理可知,粒子在A点的动能比在B点多0.5 J,故C错误;从A到B的过程中,除了重力做功以外,还有电场力做功,电场力做正功,电势能转化为机械能,带电粒子的机械能增加,由能的转化与守恒可知,机械能的增加量等于电场力做功的多少,所以机械能增加了1.5 J,故D正确。
7.将某一负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3×10-5 J的功,再从B移到C,电场力做了1.2×10-5 J的功,求:
(1)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?
(2)在图中已大概确定了三点的位置,请根据以上分析在括号中分别标出A、B、C。
答案:(1)3×10-5 J 1.8×10-5 J
(2)电场线上由左往右依次为A、C、B
解析:(1)因为WAB=EpA-EpB
所以EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5 J
同理,C点的电势能为
EpC=EpB-WBC=3×10-5 J-1.2×10-5 J=1.8×10-5 J。
(2)由于电荷带负电,故电场力向左,电荷由A点移到B点电场力做负功,故B在A的右侧,而由B到C电场力做正功,故C在B的左侧,由A到C电场力做的总功为W=-3×10-5 J+1.2×10-5 J=-1.8×10-5,为负功,故C在A的右侧,故电场线上由左往右依次为A、C、B。