【創(chuàng)新設計】2020-2021學年魯科版物理選修3-1對點練習：2.1-電場力做功的特點

電場力做功的特點圖2－1－61．如圖2－1－6所示，固定在Q點的正點電荷的電場中有M、N兩點，已知MQ<NQ.下列敘述正確的是()A．若把一正的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做正功B．若把一正的點電荷從M點沿直線移到N點，則該電荷克服電場力做功C．若把一負的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做正功D．若把一負的點電荷從M點沿直線移到N點，再從N點沿不同路徑移回到M點，則該電荷克服電場力做的功等于電場力對該電荷所做的功答案AD解析由點電荷產生的電場的特點可知，正電荷從M點到N點，電場力做正功，故A對、B錯；負電荷由M點到N點，克服電場力做功，C錯；電場力做功與路徑無關，負點電荷又回到M點，則整個過程中電場力不做功，電勢能不變，故D對．電場力做功與電勢能變化的關系圖2－1－72．如圖2－1－7所示，A、B、C為電場中同一電場線上的三點．設電荷在電場中只受電場力作用，則下列說法中正確的是()A．若在C點無初速度地釋放正電荷，則正電荷向B運動，電勢能削減B．若在C點無初速度地釋放正電荷，則正電荷向A運動，電勢能增加C．若在C點無初速度地釋放負電荷，則負電荷向A運動，電勢能增加D．若在C點無初速度地釋放負電荷，則負電荷向B運動，電勢能削減答案A解析若在C點無初速度地釋放正電荷，正電荷所受電場力向右，則正電荷向B運動，電場力做正功，電勢能削減；若在C點無初速度地釋放負電荷，負電荷所受電場力向左，則負電荷向A運動，電場力做正功，電勢能削減．圖2－1－83．如圖2－1－8所示，靜電噴涂時，噴槍噴出的涂料微粒帶電，在帶正電被噴工件的電場力作用下，向被噴工件運動，最終吸附在其表面．在涂料微粒向工件靠近的過程中()A．涂料微粒帶負電B．離工件越近，所受庫侖力越小C．電場力對涂料微粒做負功D．涂料微粒的電勢能減小答案AD解析由圖知，工件帶正電，則在涂料微粒向工件靠近的過程中，涂料微粒帶負電．故A正確．離工件越近，依據庫侖定律得知，涂料微粒所受庫侖力越大．B錯誤．涂料微粒所受的電場力方向向左，其位移方向大體向左，則電場力對涂料微粒做正功，其電勢能減小．故C錯誤，D正確．故選AD.圖2－1－94．如圖2－1－9所示，豎直向上的勻強電場中，有一質量為m的帶正電小球，施加拉力F使小球向上加速運動一段距離，在此過程中重力和電場力所做功的確定值分別為W1和W2，不計空氣阻力，則()A．小球的電勢能增加了W2B．小球的重力勢能增加了W1C．小球的動能增加了W1＋W2D．小球的機械能增加了W2答案B解析電場力做正功，小球的電勢能減小，A錯誤；重力做負功，重力做多少負功重力勢能增加多少，B正確；小球受到重力、電場力和拉力三個力的作用，三個力都做功，拉力、電場力做正功，重力做負功，其中，拉力做的功不知道．故不能判定小球的動能增加多少．C錯誤；也不能判定小球的機械能增加多少，D錯誤．故選B.題組一電場力做功的特點1．下列說法正確的是()A．電荷從電場中的A點運動到了B點，路徑不同，電場力做功的大小就可能不同B．電荷從電場中的某點開頭動身，運動一段時間后，又回到了該點，則電場力做功為零C．正電荷沿著電場線運動，電場力對正電荷做正功，負電荷逆著電場線運動，電場力對負電荷做正功D．電荷在電場中運動，由于電場力可能對電荷做功，所以能量守恒定律在電場中并不成立答案BC解析電場力做功和電荷運動路徑無關，所以選項A錯誤；電場力做功只和電荷的初、末位置有關，所以電荷從某點動身又回到了該點，電場力做功為零，B正確；正電荷沿電場線的方向運動，則正電荷受到的電場力和電荷的位移方向相同，故電場力對正電荷做正功，同理，負電荷逆著電場線的方向運動，電場力對負電荷做正功，C正確；電荷在電場中雖然有電場力做功，但是電荷的電勢能和其他形式的能之間的轉化滿足能量守恒定律，D錯．圖2－1－102．如圖2－1－10所示，電場中a、b、c三點，ab＝bc，則把點電荷＋q從a點經b點移到c點的過程中，電場力做功的大小關系有()A．Wab>Wbc B．Wab＝WbcC．Wab<WbcD．無法比較答案C解析由電場線的疏密可知，a點的場強最小，c點的場強最大，位移相同時，bc段受到的平均電場力大，所以Wab<Wbc，故C正確，A、B、D錯誤．圖2－1－113．空間存在豎直向上的勻強電場，質量為m的帶正電的微粒水平射入電場中，微粒的運動軌跡如圖2－1－11虛線所示，在相等的時間間隔內()A．重力做的功相等B．電場力做的功相等C．電場力做的功大于重力做的功D．電場力做的功小于重力做的功答案C解析首先對帶電微粒進行受力分析，豎直向下的重力和豎直向上的電場力．由圖可知微粒做曲線運動，又由于微粒的軌跡向上偏轉，則電場力大于微粒的重力，其合力向上，則微粒在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動，對于勻變速直線運動的規(guī)律在豎直方向上適用，則在相等的時間間隔內，位移之比為1∶3∶5∶…因此在相等的時間間隔內重力與電場力做的功都不相等，A、B錯誤；由于電場力大于重力，因此在相等的時間內電場力做的功大于重力做的功，C對，D錯．題組二電場力做功與電勢能的關系4．關于電場中電荷的電勢能的大小，下列說法正確的是()A．在電場強度越大的地方，電荷的電勢能也越大B．正電荷沿電場線正向移動，電勢能肯定增大C．負電荷沿電場線正向移動，電勢能肯定增大D．正電荷沿電場線正向移動，電勢能肯定減小答案CD解析電勢能的大小與場強大小無關，故A錯誤．正電荷沿電場線正向移動，電場力做正功，電勢能減小，負電荷沿電場線正向移動，電場力做負功，電勢能增加，故B錯誤，C、D正確．5．一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點時，電場力做了5×10－6J的功，那么()A．電荷在B點將具有5×10－6J的電勢能B．電荷在B點將具有5×10－6J的動能C．電荷的電勢能削減了5×10－6JD．電荷的動能增加了5×10－6J答案CD解析由電場力做正功，故電勢能削減5×10－6J，動能增加5×10－6J，C、D正確．圖2－1－126．如圖2－1－12所示，在等量正點電荷形成的電場中，它們連線的中垂線ab上，有一電子，從靜止開頭由a運動到b的過程中(a、b相對O點對稱)，下列說法正確的是()A．電子的電勢能始終增加B．電子的電勢能始終削減C．電子的電勢能先削減后增加D．電子的電勢能先增加后削減答案C解析由等量正電荷形成的電場特點可知，ab上的電場方向由O指向a，由O指向b，所以電子由a運動到O，電場力做正功，電勢能削減．由O運動到b，電場力做負功，電勢能增加，故C正確，A、B、D錯誤．圖2－1－137．如圖2－1－13所示，空間有一水平勻強電場，在豎直平面內有初速度為v0的帶電微粒，只受電場力和重力作用，沿圖中虛線由A運動至B，其能量變化狀況是()A．動能削減，重力勢能增加，電勢能削減B．動能削減，重力勢能增加，電勢能增加C．動能不變，重力勢能增加，電勢能削減D．動能增加，重力勢能增加，電勢能削減答案B解析A項，微粒沿直線運動，受到的電場力水平向左，合力與v0反向，由A→B電場力做負功，電勢能增加，故A錯．B項，重力、電場力都做負功，重力勢能、電勢能都增加，動能削減，故B對．C項，合外力與v0反向，對粒子做負功，動能削減，故C錯．D項，合外力做負功、動能削減、電場力做負功、電勢能增加，故D錯．圖2－1－148．如圖2－1－14所示，帶正電的點電荷固定于Q點，電子在庫侖力作用下，做以Q為焦點的橢圓運動．M、P、N為橢圓上的三點，P點是軌道上離Q最近的點．電子在從M經P到達N點的過程中()A．速領先增大后減小B．速領先減小后增大C．電勢能先減小后增大D．電勢能先增大后減小答案AC解析由運動規(guī)律可知，由M→P→N的過程中電場力先做正功后做負功，速領先增大后削減，電勢能先減小后增大，動能先增大后減小，故A、C正確．圖2－1－159．如圖2－1－15所示，MN是點電荷產生的電場中的一條電場線．一個帶電粒子(不計重力)從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示．下列結論中正確的是()A．帶電粒子從a到b過程中動能漸漸減小B．電場線的方向由N指向MC．帶電粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能D．帶電粒子在a點的加速度小于在b點的加速度答案CD解析由帶電粒子運動的軌跡可以看出其受力方向指向凹側，則電場力做正功，帶電粒子的動能增加，電勢能減小，A錯誤、C正確；由于不知帶電粒子的電性，無法推斷電場線方向，B錯誤；由于帶電粒子從a到b的過程中彎曲的幅度越來越大，說明受到的電場力越來越大，故加速度越來越大，D正確．題組三綜合應用圖2－1－1610．如圖2－1－16所示，A、B兩點各放一電荷量均為Q的等量異種電荷，有一豎直放置的光滑絕緣細桿在兩電荷連線的垂直平分線上，a、b、c是桿上的三點，且ab＝bc＝l，b、c關于兩電荷連線對稱．質量為m、帶正電荷q的小環(huán)套在細桿上，自a點由靜止釋放，則()A．小環(huán)通過b點時速度為eq\r(2gl)B．小環(huán)通過c點時速度為eq\r(3gl)C．小環(huán)從b到c速度可能先減小后增大D．小環(huán)做勻加速直線運動答案AD解析中垂線上各點的合場強均為水平向右，與環(huán)的運動方向垂直不做功，故小環(huán)做勻加速直線運動．故有veq\o\al(2,b)＝2gl，即vb＝eq\r(2gl)，A、D正確．veq\o\al(2,C)＝2g·2l?vc＝2eq\r(gl)，B錯．圖2－1－1711．如圖2－1－17所示，在場強為5×105N/C的勻強電場中有A、B兩點，它們之間的距離為2cm，兩點的連線與場強方向成60°角．將一個電荷量為－2×10－5C的電荷由A移到B，問：(1)在此過程中，電場力對該電荷做了多少功？(2)電荷的電勢能如何變化？變化了多少？答案(1)－0.1J(2)增加0.1J解析(1)電場力對電荷做的功W＝qELcos60°＝－0.1J(2)電荷的電勢能增加，增加了0.1J.圖2－1－1812．如圖2－1－18所示，絕緣水平面上固定一帶電量為＋4Q的質點B，與它相距r處放一質量為m、電荷量為＋Q的質點A，它與水平面間的動摩擦因數為μ，現將A由靜止釋放，當其速度達到最大值v時，系統(tǒng)電勢能的變化量是多少？答案－eq\f(1,2)mv2－μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2Q\r(\f(k,μmg))－r))解析對質點A受力分析如圖所示，將質點A由靜止釋放后，先做加速運動，后做減速運動．當庫侖力等于摩擦力時