2024-2025學(xué)年高中物理第2章電勢能與電勢差第1節(jié)電場力做功與電勢能作業(yè)含解析魯科版選修3-1

PAGE3-電場力做功與電勢能(時間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分)1．一負電荷僅受電場力作用，從電場中的A點運動到B點。在此過程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運動，則A、B兩點電場強度EA、EB及該電荷在A、B兩點的電勢能EpA、EpB之間的關(guān)系為()A．EA＞EB B．EA＜EBC．EpA＞EpB D．EpA＜EpBC[電荷做勻加速直線運動，故場強E大小不變，A、B錯；由靜止釋放，電場力做正功，電勢能減小，C對，D錯。]2．(多選)關(guān)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CD[電勢能的大小與場強大小無關(guān)，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。]3．(多選)如圖所示，帶正電的點電荷固定于Q點，電子在庫侖力作用下，沿以Q為一焦點的橢圓運動。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點到達N點的過程中()A．速領(lǐng)先增大后減小 B．速領(lǐng)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AC[依據(jù)點電荷Q的電場線分布狀況可知，電子由M到N的運動軌跡為先向Q靠近，此過程中，電場力做正功，電勢能減小，速率增大；后遠離Q，此過程中，電場力做負功，電勢能增大，速率減小。故選項A、C正確。]4．如圖所示是某電場中的一條直線，一電子從a點由靜止釋放，它將沿直線向b點運動，下列有關(guān)該電場狀況的推斷正確的是()A．該電場肯定是勻強電場B．場強Ea肯定小于EbC．電子的電勢能Epa＞EpbD．電子的電勢能Epa＜EpbC[只有一條電場線，無法推斷該電場是不是勻強電場，也無法推斷場強Ea和Eb的大小關(guān)系，A、B錯；電子在電場力作用下從a運動到b，電場力做正功，電勢能減小，C對，D錯。]5．在圖示的非勻強電場中，實線表示電場線；在只受電場力的作用下，電子從A點運動到B點；電子在A點的速度方向如圖所示。比較電子在A、B兩點的速度、加速度、電勢能，其中正確的是()A．vA＞vB、aA＜aB、EpA＞EpBB．vA＞vB、aA＞aB、EpA＜EpBC．vA＜vB、aA＜aB、EpA＜EpBD．vA＜vB、aA＞aB、EpA＞EpBD[電子的軌跡向右彎曲，所受的電場力大致向右，則電場力對電子做正功，動能增大，電勢能削減，故vA＜vB、EpA＞EpB。A處電場線比B處電場線密，則A處場強大，電場力大，電子的加速度大，即有aA＞aB。故D正確。]二、非選擇題(共2小題，共20分)6．(8分)將帶電荷量q1＝＋1.0×10－8C的點電荷，從無限遠處移到勻強電場中的P點，需克服電場力做功2.0×10－6J，q1在P點受到的電場力是2.0×10－5N，方向向右。試求：(1)P點場強的大小和方向；(2)電荷的電勢能在移動過程中如何改變？電荷在P點的電勢能是多少？[解析](1)E＝eq\f(F,q1)＝eq\f(2.0×10－5,1.0×10－8)N/C＝2000N/C，方向向右。(2)無窮遠處電勢能為零，電荷在由無窮遠處移到該點過程中電場力做負功，電勢能增加，在P點的電勢能等于該過程中克服電場力做的功Ep＝WP∞＝2.0×10－6J。[答案](1)2000N/C向右(2)增加2.0×10－6J7．(12分)真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強電場。在電場中，若將一個質(zhì)量為m、帶正電的小球由靜止釋放，運動中小球的速度方向與豎直方向夾角為37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度為g)。求：(1)小球受到的電場力的大小及方向；(2)若以速度v0豎直向上拋出該小球，求小球從拋出點至最高點的電勢能改變量。[解析](1)依據(jù)題設(shè)條件，電場力大小F＝mgtan37°＝eq\f(3,4)mg，方向水平向右。(2)小球沿豎直方向做勻減速直線運動，初速度為v0，則vy＝v0－gt。沿水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，加速度為ax，則ax＝eq\f(F,m)＝eq\f(3,4)g小球上升到最高點的時間t＝eq\f(v0,g)，此過程中小球沿電場線方向的位移x＝eq\f(1,2)axt2＝eq\f(3v\o\al(2,0),8g)。電場力做功W＝Fx＝eq\f(9,32)mveq\o\al(2,0)。則小球