學業分層測評(五)研究電場的能的性質(一)(建議用時：45分鐘)[學業達標]1．某電場的一條電場線如圖2-2-4所示，在正電荷從A點移到B點的過程中()圖2-2-4A．電場力對電荷做正功B．電場力對電荷不做功C．電荷克服電場力做功D．電勢能增加【解析】正電荷從A點移到B點，電場力做正功，電勢能減小，故A正確．【答案】A2．(多選)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處時將具有5×10－6J的電勢能B．電荷在B處將具有5×10－6J的動能C．電荷的電勢能減少了5×10－6JD．電荷的動能增加了5×10－6J【解析】根據電場力做功與電勢能變化的關系可知，電場力做正功，電勢能減小，選項C正確；根據動能定理，外力(電場力)對物體做的功等于物體動能的變化，電場力對物體做功為5×10－6J，物體的動能就會增加5×10－6J，故選項D正確．【答案】CD3．(多選)下列說法中正確的是()A．當兩正點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大B．當兩負點電荷相互靠近時，它們的電勢能減小C．一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能減小D．一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能增大【解析】當兩個同種電荷相互靠近時，電場力做負功，電勢能增大；異種電荷相互靠近時，電場力做正功，電勢能減小．【答案】AC4.兩個電荷量分別為＋q和－q的帶電小球，固定在一條長為l的絕緣細桿的兩端，置于電場強度為E的勻強電場中，桿與場強方向平行，其位置如圖2-2-5所示．若桿繞過O點且垂直于桿的軸線轉過180°，則在此過程中電場力做的功為()圖2-2-5A．0 B．qElC．2qEl D．πqEl【解析】電場力做功的特點，只與始末位置有關，與路徑無關；轉過180°的過程中，電場力對＋q、－q均做正功，大小均qEl，總功為2qEl.【答案】C5．如圖2-2-6所示，一帶電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡．M和N是軌跡上的兩點，其中M點在軌跡的最右點．不計重力，下列表述正確的是()圖2-2-6A．粒子在M點的速率最大B．粒子所受電場力沿電場方向C．粒子在電場中的加速度不變D．粒子在電場中的電勢能始終在增加【解析】根據做曲線運動物體的受力特點：合力指向軌跡的凹側，再結合電場力的特點可知帶負電的粒子受到的電場力方向與電場線方向相反，B錯；從N到M電場力做負功，減速，電勢能在增加，當到達M點后電場力做正功，加速，電勢能減小，則在M點的速率最小，故A、D錯；在整個過程中只受恒定的電場力，根據牛頓第二定律知，加速度不變，故C正確．【答案】C6.(多選)如圖2-2-7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()圖2-2-7A．若在C點無初速度地釋放正電荷，則正電荷向B運動，電勢能減少B．若在C點無初速度地釋放正電荷，則正電荷向B運動，電勢能增大C．若在C點無初速度地釋放負電荷，則負電荷向A運動，電勢能增大D．若在C點無初速度地釋放負電荷，則負電荷向A運動，電勢能減少【解析】在C點釋放正電荷，正電荷受的電場力方向是C到B，因此電荷向B的方向運動，電場力做正功，電勢能減少，A對；在C點釋放負電荷，負電荷受的電場力方向是C到A，因此電荷向A的方向運動，電場力做正功，電勢能減少，D對．【答案】AD7．(多選)如圖2-2-8所示，點電荷固定于Q點，一帶電粒子在庫侖力作用下，做以Q為焦點的橢圓運動．M、N為橢圓長軸端點上的兩點，下列說法正確的是()圖2-2-8A．帶電粒子與點電荷的電性相同B．帶電粒子與點電荷的電性相反C．帶電粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能D．帶電粒子在M點的電勢能小于在N點的電勢能【解析】帶電粒子繞點電荷Q做橢圓運動，受引力作用，故電性相反，A錯誤，B正確．帶電粒子由M點向N點運動，電場力做負功，電勢能增加，故C錯誤，D正確．【答案】BD8．如圖2-2-9所示的是一勻強電場，場強E＝2×102N/C，現讓一個電荷量q＝－4×10－8C的電荷沿電場方向從M點移到N點，MN間的距離s＝30cm圖2-2-9(1)電荷從M點移到N點電勢能的變化；(2)M、N兩點間的電勢差．【解析】(1)電荷克服靜電力做功為W＝qEs＝4×10－8×2×102×J＝×10－6J，即電荷電勢能增加了×10－6J.(2)從M點到N點電荷克服靜電力做功，即靜電力對電荷做負功，即WMN＝－×10－6J，則M、N兩點間的電勢差為UMN＝eq\f(WMN,q)＝eq\f(－×10－6,－4×10－8)V＝60V.【答案】(1)電荷電勢能增加了×10－6J(2)M、N兩點間的電勢差為60V[能力提升]9．(多選)某靜電場的電場線分布如圖2-2-10所示，圖中P、Q兩點的電場強度的大小分別為EP和EQ，同一正電荷在P、Q兩點的電勢能分別為WP和WQ，則()圖2-2-10A．EP>EQ B．EP<EQC．WP<WQ D．WP>WQ【解析】由圖P點電場線密，電場強度大，故A正確，B錯誤．正電荷從P移到Q，電場力做正功，電勢能減小，故C錯誤，D正確．【答案】AD10．某電場的電場線分布如圖2-2-11實線所示，一帶電粒子在電場力作用下經A點運動到B點，運動軌跡如虛線所示．粒子重力不計，則粒子的加速度、動能、電勢能的變化情況是()【導學號：37930017】圖2-2-11A．若粒子帶正電，其加速度和動能都增大，電勢能增大B．若粒子帶正電，其動能增大，加速度和電勢能都減小C．若粒子帶負電，其加速度和動能都增大，電勢能減小D．若粒子帶負電，其加速度和動能都減小，電勢能增大【解析】由粒子的運動軌跡彎曲方向可知，帶電粒子所受電場力大致向右，與軌跡上每一點的切線方向即瞬時速度方向成銳角，則電場力對帶電粒子做正功，其電勢能減小，動能增大．電場線越來越密，場強增大，粒子所受的電場力增大，加速度增大，這些結論與粒子的電性無關，故C正確，A、B、D錯誤．【答案】C11．如圖2-2-12所示，在場強E＝104N/C的水平勻強電場中，有一根長l＝15cm的細線，一端固定在O點，另一端系一個質量m＝3g、電荷量q＝2×10－6C的小球，當細線處于水平位置時，小球從靜止開始釋放，則小球到達最低點B圖2-2-12【解析】根據動能定理得mgl－qEl＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(\f(2l,m)mg－qE)＝1m/s.【答案】1m/s12．如圖2-2-13所示，勻強電場的強度E＝×102N/C，方向水平向右，一點電荷q＝×10－8C，沿半徑R＝20cm的圓周，從A點移動到B點．已知∠AOB＝90°，且OB圖2-2-13(1)這一過程中電場力做的功是多少？是做