课时分层作业(五) 电场力做功与电势能
(时间：15分钟 分值：50分)
一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)
1．如图所示，电场中a、b、c三点，ab＝bc，则把点电荷＋q从a点经b点移到c点的过程中，电场力做功的大小关系有( )
A．Wab＞Wbc C．Wab＜Wbc
B．Wab＝Wbc D．无法比较
C [由电场线的疏密可以判断电场强度的大小关系，a点的电场强度最小，c点的电场强度最大。位移相同时，点电荷在bc段受到的平均电场力较大，所以Wab＜Wbc，选项C正确。]
2．两个带同种电荷的物体间距增大一些时( ) A．电场力做正功，电势能增加 B．电场力做正功，电势能减小 C．电场力做负功，电势能增加 D．电场力做负功，电势能减小
B [带同种电荷时两物体间的力是斥力，距离增大，电场力做正功，则电势能减小。]
3．(多选)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，沿以Q为一焦点的椭圆运动。M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。电子在从M点到达N点的过程中( )
A．速率先增大后减小 C．电势能先减小后增大
B．速率先减小后增大 D．电势能先增大后减小
AC [根据点电荷Q的电场线分布情况可知，电子由M到N的运动轨迹为先向Q靠近，此过程中，电场力做正功，电势能减小，速率增大；后远离Q，此过程中，电场力做负功，电势能增大，速率减小。故选项A、C正确。]
4．如图所示是某电场中的一条直线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是( )
A．该电场一定是匀强电场 B．场强Ea一定小于Eb C．电子的电势能Epa＞Epb D．电子的电势能Epa＜Epb
C [只有一条电场线，无法判断该电场是不是匀强电场，也无法判断场强Ea和Eb的大小关系，A、B错；电子在电场力作用下从a运动到b，电场力做正功，电势能减小，C对，D错。]
5.(多选)如图所示，在真空中有两个等量正点电荷Q1和Q2，分别置于a、b两点，cd为ab连线的中垂线，d为无穷远处。现将另一正电荷q由c点沿cd移向d点的过程中，下列说法中正确的是( )
A．q的电势能逐渐增大 B．q的电势能逐渐减小 C．q受到的电场力一直在减小 D．q受到的电场力先增大后减小
BD [沿电场线的方向移动正电荷，电场力做正功，电势能逐渐减小，选项A错误，B正确；由c点沿中垂线cd到d点，场强由零开始逐渐增大，达到某一值时又逐渐减小，到d点时场强减为零，所以电荷受到的电场力先增大后减小，选项C错误，D正确。]
二、非选择题(共2小题，共20分)
6．(8分)将带电荷量q1＝＋1.0×10－8 C的点电荷，从无限远处移到匀强电场中的P点，需克服电场力做功2.0×10－6 J，q1在P点受到的电场力是2.0×10
－5
N，方向向右。试求： (1)P点场强的大小和方向；
(2)电荷的电势能在移动过程中如何变化？电荷在P点的电势能是多少？
－
F2.0×105
[解析] (1)E＝＝ N/C＝2 000 N/C，方向向右。
q11.0×10－8
(2)无穷远处电势能为零，电荷在由无穷远处移到该点过程中电场力做负功，电势能增加，在P点的电势能等于该过程中克服电场力做的功Ep＝WP∞＝2.0×10－6 J。
[答案] (1)2 000 N/C 向右 (2)增加 2.0×10－6 J
7．(12分)真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度方向与竖直方向夹角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g)。求：
(1)小球受到的电场力的大小及方向；
(2)若以速度v0竖直向上抛出该小球，求小球从抛出点至最高点的电势能变化量。
3
[解析] (1)根据题设条件，电场力大小F＝mgtan 37°＝mg，方向水平向
4右。
(2)小球沿竖直方向做匀减速直线运动，初速度为v0， 则vy＝v0－gt。
沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为ax， F3
则ax＝m＝g
4
v0
小球上升到最高点的时间t＝g，
123v20
此过程中小球沿电场线方向的位移x＝axt＝。
28g电场力做功W＝Fx＝
9
mv2。 320
9
则小球上升到最高点的过程中，电势能减少mv2。
32039
[答案] (1)mg 方向水平向右 (2)减少mv2
4320
5 电场力做功与电势能—2020-2021鲁科版高中物理选修3-1课时作业
