新教材2025版高中物理課時素養(yǎng)評價4電場力的功電勢能教科版必修第三冊

課時素養(yǎng)評價4電場力的功電勢能A組合格性考試練1．兩個帶異種電荷的物體間距離增大一些時()A．電場力做正功，電勢能增加B．電場力做負(fù)功，電勢能增加C．電場力做正功，電勢能削減D．電場力做負(fù)功，電勢能削減2.(多選)某電場區(qū)域的電場線如圖所示．一個電子只受電場力從A點移到B點時，則()A．電子所受的電場力減小，電場力對電子做正功B．電子所受的電場力增大，電子動能增大C．電子所受的電場力增大，電勢能減小D．電子所受的電場力增大，電勢能增大3.圖中畫出了勻強電場中的幾條電場線，M、N是該電場中的兩點．一個帶電荷的離子(不計重力)僅在電場力的作用下由M點運動到N點，則()A．該離子肯定帶負(fù)電B．該離子在M點的速度不行能為零C．該離子在M點的電勢能大于在N點的電勢能D．該離子在M點的電勢能小于在N點的電勢能4．電偶極子模型是指電量為q、相距為l的一對正、負(fù)點電荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中點，電偶極子的方向為從負(fù)電荷指向正電荷，用圖(a)所示的矢量表示．科學(xué)家在描述某類物質(zhì)的電性質(zhì)時，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平常由于電偶極子都在作無規(guī)則的運動且排列方向雜亂無章，因而該物質(zhì)不顯示帶電的特性．當(dāng)加上外電場后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動，最終都趨向于沿外電場方向排列，從而使物質(zhì)中的合電場發(fā)生變更，物質(zhì)顯示帶電性．下列說法正確的是()A．圖(a)中O處場強為零B．圖(b)中，夾角θ減小至0的過程中，電場力不做功C．圖(b)中，當(dāng)夾角θ＝0時，電偶極子的電勢能最小D．圖(b)中，當(dāng)夾角θ＝π時，電偶極子的電勢能最小5.如圖所示，a、b、c、d為圓周上的四個點，ab和cd為直徑且相互垂直，M、N為cd上關(guān)于圓心O對稱的兩個點，在a、b、c三點分別固定等量的點電荷，電性如圖所示．有一帶負(fù)電的摸索電荷在外力作用下由N點沿直線勻速運動到M點，不計電荷重力．下列說法正確的是()A．M處的電場強度與N處的電場強度方向相同B．摸索電荷在運動過程中，電勢能保持不變C．摸索電荷在運動過程中，外力先做負(fù)功再做正功D．摸索電荷在運動過程中，電場力始終做正功6．(多選)如圖所示，傾角為θ＝30°絕緣斜面長L＝2m，頂端有一質(zhì)量為m＝1kg、帶正電且電量q＝1.0×10－6C的滑塊，整個空間有電場強度E＝eq\r(3)×106N/C的水平向左勻強電場，靜止釋放滑塊后，滑塊到達(dá)斜面底端的動能為11J，重力加速度g取10m/s2，則滑塊在沿斜面下滑的過程中()A．滑塊機械能增加了1J，電勢能削減了3JB．滑塊機械能削減了2J，電勢能削減了3JC．滑塊重力勢能和電勢能之和削減11J，重力勢能削減了10JD．滑塊機械能和電勢能之和削減2J，重力勢能削減了10J7.正點電荷電場分布如圖，該正點電荷電量為Q，則Q在與它相距r處的點所產(chǎn)生的電場強度大小為E＝keq\f(Q,r2)，A、B、C是電場線上的三個點．正點電荷在靜電力作用下，沿電場線由A點運動至B點的過程中，關(guān)于電場力對電荷所做的功和電荷電勢能的變更，下列說法正確的是()A．電場力做負(fù)功B．電場力先做正功后做負(fù)功C．電荷電勢能增加D．電荷電勢能削減8.(多選)如圖所示，A、B為等量異種點電荷連線上的點且關(guān)于正電荷位置對稱，C、B位于兩電荷連線的中垂線上，則下列說法正確的是()A．A、B兩點的電場強度大小關(guān)系為EA>EBB.B、C兩點的電場強度大小關(guān)系為EB>ECC.若將一帶正電的摸索電荷從A移到B處，靜電力做正功D．若將一帶正電的摸索電荷從C移到B處，靜電力不做功9.(多選)如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子，僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示．則()A．a(chǎn)肯定帶負(fù)電，b肯定帶正電B．靜電力對a做正功，對b也做正功C．a(chǎn)的加速度將變大，b的加速度也將變大D．a(chǎn)的動能將變大，b的電勢能將變小10.如圖所示，絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場中，場強為E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，由靜止起先沿軌道運動至最低點的過程中，下列說法正確的是()A．小球在運動過程中機械能守恒B．小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大C．小球電勢能增加qERD．小球由靜止釋放到達(dá)最低點，動能的增加量等于mgRB組選擇性考試練11.如圖所示，在y軸上關(guān)于O點對稱的A、B兩點分別有等量同種電荷＋Q，在x軸上有一C點，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列推斷正確的是()A．O點的電場強度為零B．D點的電場強度為零C．若將點電荷＋q從O點移向C點，電勢能增加D．若將點電荷－q從O點移向C點，電勢能削減12．在光滑絕緣的水平面上，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B.A球的帶電荷量為＋2q，B球的帶電荷量為－3q，組成一帶電系統(tǒng)，如圖所示，虛線MP為A、B兩球連線的垂直平分線，虛線NQ與MP平行且相距5L．最初A和B分別靜止于虛線MP的兩側(cè)，距MP的距離均為L，且A球距虛線NQ的距離為4L．若視小球為質(zhì)點，不計輕桿的質(zhì)量，在虛線MP，NQ間加上水平向右的勻強電場E后，試求：(1)B球剛進(jìn)入電場時，帶電系統(tǒng)的速度大小；(2)帶電系統(tǒng)向右運動的最大距離；(3)帶電系統(tǒng)從起先運動到速度第一次為零時，B球電勢能的變更量．13．如圖所示，在光滑絕緣水平面上有兩個帶電小球A、B，質(zhì)量分別為3m和m，小球A帶正電q，小球B帶負(fù)電－2q，起先時兩小球相距x0，小球A有水平向右的初速度v0，小球B的初速度為零，取初始狀態(tài)下兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)的電勢能為零．(1)求出系統(tǒng)電勢能最大時，A、B兩球的速度大??；(2)求出該電勢能的最大值．課時素養(yǎng)評價4電場力的功電勢能1．解析：依據(jù)電場力做功與電勢能變更的關(guān)系，即電場力做正功，電勢能削減；電場力做負(fù)功，電勢能增加，A、D錯誤；帶異種電荷的物體相互吸引，距離增大時，電場力做負(fù)功，因此電勢能增加，B正確，C錯誤．答案：B2．解析：從A點到B點，電場強度變大，電子所受的電場力變大；電子所受電場力向右，從A點到B點，電場力做正功，電子的動能增加，電勢能減小，故A、D錯誤，B、C正確．答案：BC3．解析：該離子在M點的速度若為零，則粒子必沿豎直方向運動，因為M點與N點并不在同一條豎直線上，所以該離子在M點的速度并不為零，由于M點的速度方向未知，所以其所受電場力方向未知，該離子的所帶電荷的電性無法推斷，故A錯誤，B正確；由A、B項分析可知因該離子所受電場力方向未知，所以無法推斷從M到N電場力做功的正負(fù)，則無法推斷離子在M點和N點的電勢能大小，故C、D錯誤．答案：B4．解析：等量異種點電荷中心的電場強度大小為E＝2keq\f(q,（\f(l,2)）2)＝eq\f(8kq,l2)，方向由中心指向－q，A錯誤；圖(b)中，夾角θ減小至0的過程中，外電場對＋q做正功，對－q亦做正功，即外電場對電偶極子做正功，B錯誤；圖(b)中，當(dāng)夾角θ減小時，外電場對電偶極子做正功，電場力做正功，電勢能減小，則當(dāng)夾角θ＝0時，外電場對電偶極子做正功最多，電偶極子的電勢能最小，C正確；圖(b)中，當(dāng)夾角θ增大時，外電場對電偶極子做負(fù)功，電場力做負(fù)功，電勢能增大，則當(dāng)夾角θ＝π時，外電場對電偶極子做負(fù)功最多，電偶極子的電勢能最大，D錯誤．答案：C5．解析：a、b兩處點電荷在M、N處產(chǎn)生的合電場強度大小和方向都相同，c處點電荷在M、N處產(chǎn)生的電場強度方向相同、大小不同，所以a、b、c三處點電荷在M、N處產(chǎn)生的合電場強度大小和方向均不同，A錯誤；a、b、c三處點電荷在cd上產(chǎn)生的電場方向斜向右下方，摸索電荷所受電場力方向斜向左上方，外力斜向右下方，摸索電荷在運動過程中，電場力始終做正功，電勢能漸漸減小，外力始終做負(fù)功，B、C錯誤，D正確．答案：D6．解析：依據(jù)動能定理ΔEk＝WG＋W電＋Wf＝11J，WG＝mgLsin30°＝10J，W電＝qELcos30°＝3J，則Wf＝－2J，因此機械能的增加量ΔE＝W電＋Wf＝1J，電勢能減小量ΔEP＝W電＝3J，A正確，B錯誤；滑塊重力勢能和電勢能之和削減ΔEP＝WG＋W電＝10J＋3J＝13J，重力勢能削減量等于重力做功10J，故C錯誤；滑塊機械能和電勢能之和削減ΔE＝3J－1J＝2J，重力勢能削減了10J，故D正確．答案：AD7．解析：正電荷所受電場力方向與電場方向相同，所以電荷所受電場力水平向右，又因為電荷向右運動，所以電場力始終做正功，電勢能減小，故A、B、C錯誤，D正確．答案：D8.解析：等量異種點電荷產(chǎn)生的電場線和等勢面的分布如圖所示依據(jù)圖象可知B點電場線較A點密集，則EA<EB，B點的電場線較C點密集，所以EB>EC，故A錯誤，B正確；因B點電勢為零，A點電勢大于零，可知若將一帶正電的摸索電荷從A移到B處，電勢能減小，靜電力做正功，C正確；因BC兩點電勢相等，均為零，可知若將一帶正電的摸索電荷從C移到B處，靜電力不做功，D正確．答案：BCD9．解析：正電荷所受電場力的方向與電場強度方向相同，負(fù)電荷相反，因為不知道電場線方向，故無法推斷粒子電性，故A錯誤；靜電力方向沿電場線指向軌跡凹側(cè)，ab粒子速度方向與力方向為銳角，電場力做正功，故B正確；電場線疏密表示場強大小，因此a受到的電場力在減小，加速度在減小，b受到的電場力在增大，加速度在增大，故C錯誤；電場力對ab做正功，兩個粒子動能均增大，電勢能均減小，故D正確．答案：BD10．解析：小球由靜止釋放到最低點，重力與電場力均做正功，重力勢能與電勢能削減，動能增加．小球在運動過程中除重力做功外，還有電場力做功，所以機械能不守恒，A錯誤；小球運動到最低點的過程中，重力與電場力均做正功，重力勢能削減mgR，電勢能削減qER，而動能增加mgR＋qER，到最低點時動能最大，所以速度最大，因此B正確，C、D錯誤．答案：B11．解析：AB兩點分別有帶等量同種電荷，O是AB的中點，兩等量同種電荷＋Q分別在O點產(chǎn)生的場強大小相等，方向相反，因此在O點處場強為零，A正確；O是AB的中點，CD所在直線為AB的中垂線．依據(jù)等量同種電荷的中垂線的電場線特點可知D點場強不為零，B錯誤；若將點電荷＋q從O點移向C點，正電荷沿著電場線方向運動，電場力做正功，電勢能減小，C錯誤；若將點電荷－q從O點移向C點，負(fù)電荷沿著電場線方向運動，電場力做負(fù)功，電勢能增加，D錯誤．答案：A12．解析：(1)設(shè)B球剛進(jìn)入電場時，系統(tǒng)的速度為v1，對A、B系統(tǒng)應(yīng)用動能定理：2qEL＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))則v1＝eq\r(\f(2qEL,m))(2)設(shè)球A向右運動s時，系統(tǒng)速度為零，由動能定理，得：2qEs－3qE(s－L)＝0則s＝3L(3)帶電系統(tǒng)的速度第一次為零時，B球克服電場力做功WB＝6qEL則B球電勢能增加了6qEL答案：(1)eq\r(\f(2qEL,m))(2)3L(3)B球的電勢能增加6qEL13．解析：(1)當(dāng)兩小球速度相同時，它們之間的距離最遠(yuǎn)，系統(tǒng)的電勢能最大．由于兩小球組成的系統(tǒng)所受的合外力為0，則兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律3mv0＝(3m＋m)v解得v＝eq\f(3,4)v0(2)由能量守恒定律Ep＋eq\f(1,2)·3mveq\o\al