2024-2025學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)5電場力做功與電勢能含解析魯科版選修3-1

PAGE2-課時分層作業(yè)(五)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．如圖所示，電場中a、b、c三點(diǎn)，ab＝bc，則把點(diǎn)電荷＋q從a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移到c點(diǎn)的過程中，電場力做功的大小關(guān)系有()A．Wab＞W(wǎng)bc B．Wab＝WbcC．Wab＜Wbc D．無法比較C[由電場線的疏密可以推斷電場強(qiáng)度的大小關(guān)系，a點(diǎn)的電場強(qiáng)度最小，c點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大。位移相同時，點(diǎn)電荷在bc段受到的平均電場力較大，所以Wab＜Wbc，選項(xiàng)C正確。]2．兩個帶同種電荷的物體間距增大一些時()A．電場力做正功，電勢能增加B．電場力做正功，電勢能減小C．電場力做負(fù)功，電勢能增加D．電場力做負(fù)功，電勢能減小B[帶同種電荷時兩物體間的力是斥力，距離增大，電場力做正功，則電勢能減小。]3．(多選)如圖所示，帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn)，電子在庫侖力作用下，沿以Q為一焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動。M、P、N為橢圓上的三點(diǎn)，P點(diǎn)是軌道上離Q最近的點(diǎn)。電子在從M點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)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(diǎn)電荷Q的電場線分布狀況可知，電子由M到N的運(yùn)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(yuǎn)離Q，此過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增大，速率減小。故選項(xiàng)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(diǎn)由靜止釋放，它將沿直線向b點(diǎn)運(yùn)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(qiáng)電場B．場強(qiáng)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(qiáng)電場，也無法推斷場強(qiáng)Ea和Eb的大小關(guān)系，A、B錯；電子在電場力作用下從a運(yùn)動到b，電場力做正功，電勢能減小，C對，D錯。]5.(多選)如圖所示，在真空中有兩個等量正點(diǎn)電荷Q1和Q2，分別置于a、b兩點(diǎn)，cd為ab連線的中垂線，d為無窮遠(yuǎn)處?，F(xiàn)將另一正電荷q由c點(diǎn)沿cd移向d點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是()A．q的電勢能漸漸增大B．q的電勢能漸漸減小C．q受到的電場力始終在減小D．q受到的電場力先增大后減小BD[沿電場線的方向移動正電荷，電場力做正功，電勢能漸漸減小，選項(xiàng)A錯誤，B正確；由c點(diǎn)沿中垂線cd到d點(diǎn)，場強(qiáng)由零起先漸漸增大，達(dá)到某一值時又漸漸減小，到d點(diǎn)時場強(qiáng)減為零，所以電荷受到的電場力先增大后減小，選項(xiàng)C錯誤，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(diǎn)電荷，從無限遠(yuǎn)處移到勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn)，需克服電場力做功2.0×10－6J，q1在P點(diǎn)受到的電場力是2.0×10－5N，(1)P點(diǎn)場強(qiáng)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(diǎn)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(yuǎn)處電勢能為零，電荷在由無窮遠(yuǎn)處移到該點(diǎn)過程中電場力做負(fù)功，電勢能增加，在P點(diǎn)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(qiáng)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(yùn)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(diǎn)至最高點(diǎn)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(yùn)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(yùn)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(diǎn)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(3veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),8g)。電場力做功W＝Fx＝eq\f(9,32)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))。則小球上升到最高點(diǎn)的過程中，電勢能削減eq\f(9,32)mveq\o\a