1、第十章静电场中的能量1.电势能和电势课后篇巩固提升基础巩固1.下列说法正确的是()A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零C.正电荷沿着电场线运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷做负功D.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立解析静电力做功和电荷运动路径无关,所以选项A错误;静电力做功只和电荷的初、末位置有关,所以电荷从某点出发又回到了该点,静电力做功为零,选项B正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的静电力和电荷
2、的位移方向相同,故静电力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,静电力对负电荷做正功,选项C错误;电荷在电场中虽然有静电力做功,但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,选项D错误。答案B2.在静电场中,将一正电荷从A点移到B点,静电力做了负功,则()A.B点的电场强度一定比A点大B.电场线方向一定从B指向AC.B点的电势一定比A点高D.该电荷的动能一定减少解析从A到B,静电力对正电荷做负功,该电荷电势能增加,qAqB,即AB,故选项C正确;电场线不一定是直线,选项B错误;该电荷除了受静电力,是否还受其他力不清楚,选项D错误;条件不足,无法判断A、B两点电场强度的大小
3、,选项A错误。答案C3.(多选)如图所示,图中的实线表示电场线,虚线表示只受静电力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定()A.M点的电势高于N点的电势B.M点的电势低于N点的电势C.粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能解析沿着电场线的方向电势降低,故选项A对,选项B错;电场线越密,电场强度越大,同一粒子受到的静电力越大,故选项C错;粒子从M点到N点静电力做正功,所以电势能减小,所以选项D对。答案AD4.将一正电荷从无穷远处移至电场中M点,静电力做功为6.010-9 J,若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处,静电
4、力做功为7.010-9 J,则M、N两点的电势M、N有如下关系()A.MNM0C.NMN0解析取无穷远处电势=0。对正电荷有WM=0-EpM=-qM,M=-WMq=-610-9q V;对负电荷有WN=EpN-0=-qN,N=-WNq=-710-9q V,所以NM0,选项C正确。答案C5.下列说法中正确的是()A.沿电场线的方向,电场强度一定越来越小B.沿电场线的方向,电势一定越来越低C.电荷沿电场线方向移动,电势能逐渐减小D.在静电力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动解析电场线的方向就是电场强度的方向,同时也是电势降低的方向,但不一定是电场强度减小的方向,故选项A错,选项B对。只有沿电
5、场线方向移动正电荷,电荷电势能才减小,负电荷则相反,故选项C错。因为不知道电荷的初速度,所以选项D错。答案B6.如图所示,在电场强度为E=104 N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长l=1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2 kg、电荷量为q=510-6 C的带正电的小球。细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。现将杆由水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,静电力对小球做功多少?小球电势能如何变化?解析静电力做功与路径无关。在小球由A运动到最低点B的过程中,静电力对小球做的正功为W=qEl=510-61041 J=0.05 J静电力对小球做正功,小球电势能减少,减少的
6、电势能为0.05 J。答案0.05 J电势能减少0.05 J能力提升1.(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解析选项诊断结论A由v-t图,从b点到a点v减小,故试探电荷受向左的静电力,因此Q2带负电B理由同选项AC从b点到a点,由于静电力做负功,其电势能增大D理由同选项C答案BC2.将一正电荷从无穷远处移至电场中M点,静电力做功为6.01
7、0-9 J,若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处,静电力做功为7.010-9 J,则M、N两点的电势M、N有如下关系()A.MNM0C.NMN0解析取无穷远处电势=0。对正电荷:WM=0-EpM=-qM,M=-WMq=-610-9 Jq;对负电荷:WN=EpN-0=-qN,N=-WNq=-710-9 Jq;所以NM0,选项C对。答案C3.将一个电荷量为-210-8 C的点电荷,从零电势点S移到M点要克服静电力做功410-8 J,则M点电势能EpM=J,M点电势M=V。若将该电荷从M点移到N点,静电力做功1410-8 J,则N点电势N=V。解析由WSM=EpS-EpM,得EpM=EpS-
8、WSM=410-8 J由EpM=qM,得M=EpMq=410-8-210-8V=-2 VWMN=EpM-EpN,得EpN=EpM-WMN=-1010-8 J由EpN=qN得N=EpNq=-1010-8-210-8V=5 V。答案410-8-254.电荷量为q=110-4 C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,电场强度E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示,若重力加速度g取10 m/s2,求:(1)物块的质量m和物块与水平面之间的动摩擦因数;(2)物块运动2 s过程中,其电势能的改变量。解析(1)由题图可知:E1=3104 N/C,E2=2104 N/C,a1=2 m/s2。E1q-mg=ma1E2q-mg=0由代入数据得:m=0.5 kg,=0.4。(2)Ep=-E1ql1-E2ql2=-(3104110-41221+2104110-421)J=-7 J。电势能减少7 J。答案(1)0.5 kg0.4(2)电势能减少7 J
