1、1课后提升作业 四 电势能和电势(40 分钟 50 分)一、选择题(本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分)1.如图所示，P、Q 是等量的正点电荷，O 是它们连线的中点，A、B 是中垂线上的两点，OA QB.直线 c 位于某一等势面内， M NC.若电子由 M 点运动到 Q 点，电场力做正功D.若电子由 P 点运动到 Q 点，电场力做负功【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析：2(1)熟练掌握匀强电场的特点。(2)根据电场力做负功判断两点电势的高低。(3)根据电子两次做功相等分析 N、P 两点电势的高低。【解析】选 B。根据电子移动过程中电场力做负功，可知 M N， M P，由于电
2、场力做功相等，可知 N= P，直线 d 位于同一等势面内，根据匀强电场的特点，可判断直线 c 也位于同一等势面内，故选项 B 正确，A 错误；由于 M= Q，电子由 M 点到 Q 点，电场力做功为零，C 错误；因为 P B B.AEB D.EA=EB【解析】选 B、C。负电荷速度在增加，说明电场力方向由 A 指向 B，场强方向由 B 指向A，所以 B A，B 对。又知加速度在减小，所以 EAEB，C 对。【延伸探究】如果题干给出的条件是一正电荷在 A 点自由释放。其余条件不变，又该选什么( )【解析】选 A、C。正电荷速度在增加，说明电场力方向由 A 指向 B，场强方向由 A 指向B，所以 A
3、 B，A 对。又知加速度在减小，所以 EAEB，C 对。6.如图所示，一半径为 R 的光滑圆环，竖直放在水平向右、场强为 E 的匀强电场中，环上a、c 是竖直直径的两端，b、d 是水平直径的两端，质量为 m 的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自 a 点由静止释放，沿 abc 运动到 d 点时速度恰好为零，则( )5A.小球带正电B.小球所受重力大于带电小球所受的静电力C.小球在 b 点时的电势能最大D.小球在最低点 c 时圆环对小球的作用力为 5mg【解析】选 D。已知小球自 a 点由静止释放，沿 abc 运动到 d 点时速度恰好为零，重力做正功，根据动能定理可知，电场力做负功
4、，故小球带负电，故 A 错误；根据动能定理，从a 到 d 过程，有 mgR-qER=0，解得：qE=mg，故 B 错误；根据功能关系，电场力做负功，电势能增加；电场力向左，故运动到 d 点时克服电场力做的功最多，电势能增加最多，故C 错误；从 a 到 c 的过程由动能定理可得：mg2R= mv2，在 c 点根据牛顿第二定律可得：FN-mg= ，联立解得：F N=5mg，故 D 正确。二、非选择题(14 分。需写出规范的解题步骤)7.(2018张家口高二检测)将带电荷量为 110-8C 的电荷，从无限远处移到电场中的 A 点，要克服电场力做功 110-6J，问：(1)电荷的电势能是增加还是减少？
5、电荷在 A 点具有多少电势能？A 点的电势是多少？(2)若电场力可以把带电荷量为-210 -8C 的电荷从无限远处移到电场中的 A 点，电场力做了多少功？(取无限远处为电势零点)【解析】(1)电荷从无限远处移到电场中的 A 点，要克服静电力做功 110-8J，电荷的电势能增加，无限远处电势能为零，则电荷在 A 点具有 110-6J 的电势能，A 点的电势为 A= V=100V。E 11061108(2)电荷量为-210 -8C 的电荷从无限远处移到电场中的 A 点时，无限远处与 A 点间的电势差不变，则静电力做功为 W=qU A =-210-8(0-100)J=210-6J答案：(1)增加 1
6、10 -6J 100V(2)210-6J【补偿训练】(2018日照高二检测)电荷量为 q=110-4C 的带正电物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强 E 与时间 t 的关系及物块速度 v 与时间 t 的关系如图所示，若重力加速度 g 取 10m/s2，求：6(1)物块的质量 m。(2)物块与水平面之间的动摩擦因数。(3)物块运动 2s 过程中，其电势能的改变量。【解析】(1)由图可知，第 1s 物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有 qE1-mg=ma，由图线知 a=2m/s2，1s 后物块做匀速运动，由平衡条件有 qE2=mg，联立解得 q(E1-E2)=ma，由图可得 E1=3104N/C，E 2=2104N/C，代入数据解得：m=0.5kg。(2)由 qE2=mg，可得 = =0.4。q2(3)物块在第 1s 的位移为 x1= t1=1m，物块在第 2s 的位移为 x2=vt2=2m，电场力做正功 W=qE1x1+qE2x2=7J。答案：(1)0.5kg (2)0.4 (3)7J
