【创新设计】2014-2015学年高中物理 1.5 电场力做功与电势能变化的关系同步精炼 教科版选修3-1.doc

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1、电场力做功与电势能变化的关系1.图153如图153所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是()A若在 C 点无初速度地释放正电荷，则正电荷向 B 运动，电势能减少B若在 C 点无初速度地释放正电荷，则正电荷向 A 运动，电势能增加C若在 C 点无初速度地释放负电荷，则负电荷向 A 运动，电势能增加D若在 C 点无初速度地释放负电荷，则负电荷向 B 运动，电势能减少答案A解析若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，则正电荷向B运动，电场力做正功，电势能减少；若在C点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向A运动，电场力

2、做正功，电势能减少对电势、电势差的理解2下列关于电场的描述，正确的是()A电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关B电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关C同一点电荷处于电场中的不同位置时，具有的电势能越大，说明那一点的电势越高D同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要静电力做的功相同，那么两点间的电势差一定相同答案AD解析电场中某两点间的电势差与零电势点的选取无关；对负电荷而言，它在电场中具有的电势能越大，说明该点电势越低，故B、C错，A、D对等势面特点的应用3如图154所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是()图154A甲图：离点电荷等距的a、b两点B乙图：两个等量异

3、种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点C丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点D丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的a、b两点答案B解析电场强度是矢量，在甲图中，电势相同，电场强度大小相同，方向不同，A项错误；由等量异种电荷电场线的特点可知两点的电场强度的大小和方向相同，且a、b两点所在等势面电势为零，B项正确；由等量同种电荷的电场特点可知：丙图中两点电场强度大小相同，但方向相反，C项错误；图丁为匀强电场，电场强度处处相等相同，沿电场线方向电势降低，所以a点的电势较高，D项错误公式UAB或WABqUAB的应用4有一个电荷量q3106 C的点电荷，从某电场中的

4、A点移到B点，电荷克服电场力做功WAB6104 J，从B点移到C点，电场力对电荷做功WBC9104 J，求A、C两点间的电势差，并说明A、C两点哪点的电势较高答案100 VC点电势较高解析点电荷从A点移到B点，根据UAB，可得UAB200 V.同理可得，电荷从B点移到C点，UBC300 V.所以A、C两点间的电势差为UACUABUBC100 V，A点电势比C点电势低.(时间：60分钟)题组一电场力做功的特点和电势能变化的关系1下列关于电势高低的判断，正确的是()A负电荷从A移到B时，外力做正功，A点的电势一定较高B负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低C正电荷从A移到B时，电势能增

5、加，A点的电势一定较低D正电荷只在电场力作用下从静止开始，由A移到B，A点的电势一定较高答案CD解析根据电场力做功和电势能变化的关系，不管是正电荷还是负电荷，只要电场力做正功电势能就减少；只要电场力做负功电势能就增加正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同，正电荷在电势高处具有的电势能大；负电荷在电势低处具有的电势能大，可以确定选项C、D正确2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，电场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，则电场力做功为零C正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷

6、做正功D电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案BC解析电场力做功和电荷运动路径无关，所以选项A错误；电场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，电场力做功为零，B正确；正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，C正确；电荷在电场中虽然有电场力做功，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，D错图1553如图155所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点下列说法正确的是()AM点电势一定高于N点电

7、势BM点场强一定大于N点场强C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到N点，电场力做正功答案AC解析沿电场线方向，电势降低，所以M点电势一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由图可知，M点场强一定小于N点场强，B错误；正电荷q在M点的电势能EMqM，在N点的电势能ENqN，由于MN，所以EMEN，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，故从M移动到N，电场力做负功，D错误题组二电势差电势4下列说法正确的是()A电势差与电势一样，是相对量，与零点的选取有关B电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动

8、电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关DA、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UABUBA答案BC解析电势具有相对性、与零点的选择有关而电势差是标量，有正、负之分，但大小与零点的选择无关故A错误、B正确；由于UABAB，UBABA故UABUBA，故D错误；电势差为电场中两点电势之差，与移动电荷的路径无关，故C正确5在某电场中，A、B两点间的电势差UAB60 V，B、C两点间的电势差UBC50 V，则A、B、C三点电势高低关系是()AABC BACBCACB DCBA答案C解析因为UABAB60 V0，所以AB，又UBCBC50 V0，所以BC，又UACUABUBC60 V(5

9、0 V)10 V0，所以AC，故ACB.正确选项为C.图1566如图156所示，B、C、D三点都在以点电荷Q为圆心的某同心圆弧上，将一检验电荷从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做功大小比较()AWABWAC BWADWABCWACWAD DWABWAC答案CD解析点电荷的等势面为同心球面，故B、C、D三点位于同一等势面上，故UABUACUAD，将同一检验电荷从A点分别移到B、C、D各点，由功的计算公式WqU可得电场力做功相同题组三等势面的特点7关于等势面的说法，正确的是()A电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功B在同一个等势面上各点的场强大小相等C两个不等电势的等势

10、面可能相交D若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小答案D解析等势面由电势相等的点组成，等势面处的电场线跟等势面垂直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并不是不受电场力的作用，A错等势面上各点场强大小不一定相等，等势面不可能相交，B、C错等差等势面的疏密反映场强的大小，D对图1578如图157所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则 ()AA点场强小于B点场强BA点场强方向指向x轴负方向CA点场强大于B点场强DA点电势高于B点电势答案AD解析由于电场线与等势面总是垂直，所以B点电场线比A点密，B点场强大于A点场强，故A正确、C错误电场线由电势

11、高的等势面指向电势低的等势面，故B错误由图中数据可知D正确图1589如图158所示，O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，对O、P两点的比较正确的是()AOP，EOEPBOP，EOEPC负电荷在P点的电势能大DO、P两点所在直线为等势面答案AD解析等量异种电荷的中垂线是一条等势面，故OP，D对，电势能相等，C错；有叠加可知从中点O到无穷远，电场强度越来越小，故EOEP，A正确题组四综合应用图15910一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中，粒子运动轨迹如图159中虚线ABC所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断()A此粒子一直受到静电排斥力作用B粒

12、子在A点和C点的速度大小一定相等C粒子在B点的动能一定大于在A点的动能D粒子在B点的电势能一定大于在C点的电势能答案ABD解析如题图所示，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用故A正确A、C两点处于同一等势面上，从A到C，电场力做功为零，则A、C两点动能相等，速度相等，故B正确从A到B过程中，电场力做负功，可知电势能增大，动能减小，粒子在B点的动能一定小于在A点的动能故C错误从B到C过程中，电场力做正功，可知电势能减小，粒子在B点的电势能一定大于在C点的电势能，故D正确故选：ABD图151011一个带电粒子在匀强电场中运动的轨迹如图1510中曲线AB所示，平行的

13、虚线a、b、c、d表示该电场中的四个等势面不计粒子重力，下列说法中正确的是()A该粒子一定带正电B四个等势面中a等势面的电势一定最低C该粒子由A到B过程中动能一定逐渐减小D该粒子由A到B过程中电势能一定逐渐减小答案D解析根据电场线垂直于等势面，可画出电场线再由粒子的运动轨迹可知，粒子受向上的电场力，由于粒子带电正负不确定，所以无法判断电场线的方向，无法判断电势高低，A、B错；由A到B的运动过程中，静电力做正功，所以粒子的动能增大，电势能减小C错，D正确12带电荷量为q5.0108 C的点电荷从A点移到B点时，克服静电力做功 3.0106 J已知B点的电势为B20 V求：(1)A、B间的电势差；

14、(2)A点的电势；(3)q从A到B的电势能变化答案(1)60 V(2)40 V(3)电势能增加3.0106 J解析(1)从A到B静电力做的功为：WAB3.0106 JA、B两点间的电势差 UAB V60 V，B点电势高于A点电势(2)根据UABAB得A点的电势为：AUABB(60 V)20 V40 V.(3)q从A到B克服静电力做功，电势能一定增加Ep|WAB|3.0106 J.图151113如图1511所示，三条曲线表示三条等势线，其电势C0，AB10 V，D30 V，将电荷量q1.2106 C的电荷在该电场中移动(1)把这个电荷从C移到D，静电力做功多少？(2)把这个电荷从D移到B再移到A

15、，电势能变化多少？答案见解析解析(1)UCDCD30 VWCDqUCD1.210630 J3.6105 J(2)UDADA(3010) V40 VWDAqUDA1.2106(40) J4.8105 J所以电势能应该增加4.8105 J.图151214如图1512所示是一匀强电场，已知场强E2102 N/C，现让一个电荷量为q4108 C的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离l30 cm.试求：(1)电荷从M点移到N点电势能的变化；(2)M、N两点间的电势差答案(1)电势能增加了2.4106 J(2)60 V解析(1)负电荷在该电场中所受电场力F为恒力，方向向左，因此从M点移到N点，电荷克服电场力做功，电势能增加，增加的电势能Ep等于电荷克服电场力做的功W.电荷克服电场力做功为WqEl410821020.3 J2.4106 J，故电势能增加了2.4106 J.(2)M、N两点间的电势差为UMNV60 V，即M、N两点间的电势差为60 V.7