1、2.1静电力做功与电势能一、练概念1.下列说法正确的是( )A.电场力做正功电势能减小B.电场力做负功电势能减小C.电势为零的点电场强度一定为零D.电场强度为零的点电势一定为零2.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.只在静电力的作用下,电荷的电势能一定减少D.只在静电力的作用下,电荷的电势能可能增加,也可能减少3.(多选)下列说法正确的是( )A.当两正点电荷相互靠近时,它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时,它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时,它们的电势能减小D.一个正电荷
2、与另一个负电荷相互靠近时,它们的电势能增大4.如图所示,为椭圆的四个顶点,一带电量为的点电荷处在椭圆的一个焦点上,另有一带负电的点电荷仅在与之间的库仑力的作用下沿椭圆运动,则下列说法中正确的是( )A.负电荷在两点的电势能相等B.负电荷在两点所受的电场力相同C.负电荷在点的速度小于在点速度D.负电荷在点的电势能大于在点的电势能二、练能力5.如图所示,一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点是轨迹的最右点。不计重力,下列表述正确的是( )A.粒子在M点的速率最大B.粒子所受电场力的方向沿电场线方向C.粒子在电场中的加速度不变
3、D.粒子在电场中的电势能始终在增加6.(多选)如图所示,以坐标原点O为圆心,半径为r的圆与坐标轴交于。在O点固定一个正电荷Q,另外还有一方向与x轴正方向相同,场强大小为E的匀强电场。现把一电荷量为的点电荷N在圆上移动,则( )A.从a移到c,电场力对点电荷N做功为B.从a移到c,电场力对点电荷N不做功C.从d移到b,电场力对点电荷N做功为D.从d移到b,电场力对点电荷N不做功7.(多选)如图所示,是同一条电场线上的两点,下列说法正确的是( )A.正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能B.正电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能C.负电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能D.
4、负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能8.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正方向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷( )A.在和处电势能相等B.由运动到的过程电势能减小C.由运动到的过程电场力先增大后减小D.由运动到的过程电场力先减小后增大9.(多选)如图,在粗糙程度相同的绝缘水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速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.小物块所受电场力逐渐减小B.小物块具有的电势能逐渐减小C.小物块在N点所受电场力可能等于运动中所受摩擦力D.小物块电势能的减少量一定等于克服摩擦力
5、做的功10.(多选)如图所示,匀强电场场强大小为E,方向与水平方向夹角为,场中有一质量为m,电荷量为q的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点。当小球静止时,细线恰好水平。现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点,小球电荷量不变,则在此过程中( )A.外力所做的功为B.外力所做的功为C.带电小球的重力势能减少D.带电小球的电势能增加11.两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的两点,规定无穷远处为电势能零点,一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x的变化关系如图所示,其中试探电荷在两点的电势能为零,在段中C点电势能最大,则下列说法正确的是( )A.a带正电荷,b带负电荷B.C.将一正点
6、电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功D.将一正点电荷从N点静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大答案以及解析1.答案:A解析:A、电场力做正功电势能减小,故A正确;B、电场力做负功电势能增加,故B错误;C、电势为零的点电场强度不一定为零,例如在等量异种电荷连线的中点处,故C错误;D、电场强度为零的点电势不一定为零,例如在等量同种电荷连线的中点处,故D错误。故选:A。2.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面,故选项AB错误;只在静电力作用下,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,故选项D正
7、确,选项C错误。3.答案:ABC解析:同种电荷相互排斥,同种电荷相互靠近时克服电场力做功,它们的电势能增大,故AB正确;异种电荷相互吸引,异种电荷相互靠近时电场力做正功,它们的电势能减小,故C正确,D错误。4.答案:A解析:A、两点到点电荷Q距离相等,根据点电荷电场特点可知这两点的电势相等,所以负电荷在两点的电势相等,故A正确;B、根据点电荷电场的特点可知,两点的电场强度大小相等,但方向不同,所以负电荷在两点所受电场力大小相等,方向不同,故B错误;C、负电荷从b点运动到d点,电场力做负功,动能减小,速度减小,所以负电荷在b点的速度大于在d点的速度,故C错误; D、根据正点电荷电场的特点可以知道
8、,b点的电势大于d点的电势,对负电荷来说,电势越高电势能越小,所以负电荷在b点的电势能小于在d点的电势能,故D错误。故选:A。5.答案:C解析:曲线运动中,合力指向轨迹的凹侧,粒子如果从上侧进入,电场力先做负功再做正功,如果从下侧进入,电场力同样先做负功再做正功,则在M点的速率最小,选项AB错误;粒子在匀强电场中所受电场力不变,则加速度不变,选项C正确;电场力不是始终做负功,电势能不是始终增加,选项D错误。6.答案:BC解析:从a移到c,点电荷Q产生的电场对点电荷N不做功,在匀强电场中,电场力对点电荷N也不做功,故A错误,B正确;从d移到b,点电荷Q产生的电场对点电荷N不做功,匀强电场对点电荷
9、N做功为,所以电场力做功为,故C正确,D错误。7.答案:AD解析:若正电荷从A运动到B,正电荷所受的电场力方向从A指向B,与位移方向相同,电场力做正功,电势能减小,则正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能,故A正确,B错误;若负电荷从A运动到B,负电荷所受的电场力方向从B指向A,与位移方向相反,电场力做负功,电势能增大,则负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能,故D正确,C错误。8.答案:C解析:正点电荷受力方向与电场方向相同,在0内电场力方向沿x轴正方向,内电场力方向沿x轴负方向。由运动到过程中,电场力方向沿x轴负方向,位移方向沿x轴正方向,则电场力做负功,电势能增加,选项A
10、错误;由运动到的过程中电场力方向沿x轴负方向,位移方向沿x轴正方向,则电场力做负功,电势能增加,选项B错误;电场力大小,由运动到,电场强度先增大后减小,所以电场力先增大后减小,选项C正确,D错误。9.答案:ABD解析:小物块在从M运动到N的过程中,一定受到向右的摩擦力,所以库仑力一定向左,随着小物块由M运动到N,与电荷Q距离越来越大,所以小物块受到的电场力一定减小,A正确;由动能定理可得,即,静电力做正功,小物块具有的电势能减小,其减少量等于克服滑动摩擦力做的功,BD正确;分析小物块的运动过程可知,小物块先加速后减速,在N点所受电场力小于运动中所受摩擦力,C错误。10.答案:ACD解析:小球在
11、水平位置静止,可知小球带正电,由共点力的平衡有,小球从初始位置移到最低点时,电场力所做的功,因电场力做负功,电势能增加,电势能增加量,选项D正确;重力势能减少量,选项C正确;由动能定理有,选项A正确,B错误。11.答案:D解析:无穷远处的电势能为零,A点的电势能也为零,由负电荷在x轴各点电势能的图像,可知O点的电荷a带负电,M点的电荷b带正电;由于A点距离O比较远而距离M比较近,所以,故AB错误。两点的电势能为零,在这两点电势为零,由题图可知负电荷由N到C电势能增加,而由C到D电势能减少,可知在C点左侧电场方向沿x轴正向,在C点右侧电场方向沿x轴负向,则正点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功,在C点时动能最大,速度最大,故选项C错误,D正确。5