課時分層作業(yè)(四)(建議用時：25分鐘)考點1電場力做功與電勢能1．(多選)如圖所示，在點電荷電場中一條電場線上依次有A、B、C三點，先把＋q的試探電荷依次放在三點上，然后把－q的試探電荷依次放在三點上，關(guān)于電荷的電勢能的說法正確的是()A．放上＋q時，EpA>EpB>EpCB．放上－q時，EpA<EpB<EpCC．放上－q時，EpA>EpB>EpCD．無論放＋q，還是－q，EpA<EpB<EpCAB[為了比較電荷在不同位置上電勢能的大小，只需根據(jù)電荷在這些位置間移動時電場力做的功來判斷。放上＋q時，電荷從位置A到B到C，都是電場力做正功，電勢能應(yīng)減小，可見EpA>EpB>EpC；放上－q時，電荷從位置A到B到C，外力需克服電場力做功，電荷電勢能應(yīng)增大，即EpA<EpB<EpC，故AB正確，CD錯誤。]2．如圖所示的勻強電場中，有A、B、C三點，AB＝5cm，BC＝12cm，其中AB沿電場方向，BC和電場方向成60°角。一個電荷量為q＝4×10－8C的正電荷從A移到B，電場力做功為W1＝1.2×10－7J。求：(1)勻強電場的電場強度E的大小。(2)該電荷從B到C，電荷的電勢能改變多少？[解析](1)由W1＝qE·AB得，該電場的電場強度大小為：E＝eq\f(W1,q·AB)＝eq\f(1.2×10－7,4×10－8×5×10－2)N/C＝60N/C(2)該電荷從B到C，電場力做功為：W2＝F·BC·cos60°＝qE·BC·cos60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5J＝1.44×10－7J所以，該過程電荷的電勢能減少1.44×10－7J。[答案](1)60N/C(2)減少1.44×10－7J考點2電勢3．(多選)關(guān)于電勢的高低，下列說法正確的是()A．沿著電場線的方向電勢逐漸降低B．電勢降低的方向一定是電場線的方向C．正電荷只在電場力的作用下，一定向電勢低的地方移動D．負(fù)電荷只在電場力的作用下，由靜止釋放，一定向電勢高的地方移動AD[沿著電場線的方向電勢逐漸降低，故A正確；電勢降低的方向不一定是電場線的方向，故B錯誤；若正電荷具有初速度，即使只受電場力作用，也可由低電勢點向高電勢點移動，故C錯誤；負(fù)電荷只在電場力的作用下由靜止釋放，一定向電勢高的地方移動，故D正確。]4．圖甲中AB是某電場中的一條電場線。若將一負(fù)電荷從A點處由靜止釋放，負(fù)電荷僅在電場力作用下沿電場線從A到B運動過程中的速度－時間圖象如圖乙所示。關(guān)于A、B兩點的電勢高低和場強大小關(guān)系，下列說法中正確的是()甲乙A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA<EBC．φA<φB，EA>EB D．φA<φB，EA<EBC[負(fù)電荷從A由靜止釋放(初速度為0)后，能加速運動到B，說明負(fù)電荷受到的電場力方向從A指向B，那么電場方向就是由B指向A，由于沿電場線方向電勢逐漸降低，所以A、B兩點的電勢關(guān)系是φA<φB；負(fù)電荷從A運動到B的過程中，它的加速度是逐漸減小的(題圖乙中曲線切線的斜率表示加速度)，由牛頓第二定律知，負(fù)電荷從A運動到B時，受到的電場力是逐漸減小的，由E＝eq\f(F,q)知，EA>EB，C正確。]考點3等勢面的理解5．(多選)如圖所示，實線表示一簇關(guān)于x軸對稱的等勢面，在軸上有A、B兩點，則()A．A點場強小于B點場強B．A點場強方向指向x軸負(fù)方向C．A點場強大于B點場強D．A點電勢高于B點電勢AD[B點電場線比A點密，B點場強大于A點場強，故A正確，C錯誤；電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，故B錯誤；由圖中數(shù)據(jù)可知D正確。]6．(多選)如圖所示，虛線a、b、c是電場中的三個等勢面，實線為一個帶負(fù)電的質(zhì)點僅在電場力作用下的運動軌跡，P、Q是軌跡上的兩點。下列說法正確的是()A．質(zhì)點在Q點時的電勢能比P點時小B．質(zhì)點在Q點時的加速度方向與等勢面a垂直C．三個等勢面中等勢面a的電勢最低D．質(zhì)點在Q點時的加速度比P點時大AB[質(zhì)點帶負(fù)電，曲線運動所受合外力指向軌跡的凹側(cè)，結(jié)合電場線與等勢面處處垂直，大致畫出電場線如圖實線。沿電場線方向電勢降低，所以φQ>φP，根據(jù)電勢能Ep＝qφ可知EpQ＜EpP，A正確；質(zhì)點在Q點受力方向與電場線在該點的切線方向相反，電場線和等勢面處處垂直，根據(jù)牛頓第二定律可知質(zhì)點在Q點時的加速度方向與等勢面a垂直，B正確；沿電場線方向，電勢降低，所以等勢面a的電勢最大，C錯誤；電場線的疏密程度表示電場強度的弱強，則EQ<EP，D錯誤。]7．如圖所示，虛線1、2、3、4為電場中的等勢面，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為零。一帶正電的點電荷在電場力的作用下運動，經(jīng)過a、b兩點時的動能分別為26eV和5eV，當(dāng)這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變?yōu)椋?eV時，它的動能應(yīng)為()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eVC[由于電荷在電場中移動時只有電場力做功，因此能量之間的轉(zhuǎn)化只有動能和電勢能之間的轉(zhuǎn)化。1、2、3、4為等差等勢面，等勢面3的電勢為零，從等勢面1到等勢面4電荷減少的動能為21eV，所以從1到3減少的動能為14eV，故電荷在等勢面3上的動能為12eV，故當(dāng)電勢能為－8eV時，動能為20eV。故選C。]8．如圖所示，實線和虛線分別表示等量異種電荷的電場線和等勢線，則下列有關(guān)a、b、c、d四點的說法中正確的是()A．a(chǎn)、b兩點場強相同B．a(chǎn)、b兩點電勢相同C．c、d兩點場強相同D．c、d兩點電勢相同D[a、b兩點是對稱的，它們的場強大小相等，但是方向不同，故A錯誤；沿電場線的方向電勢降低，所以a點電勢比b點電勢高，故B錯誤；c、d兩點在兩點電荷連線的中垂線上，中垂線上的電勢都為零，所以c、d兩點的電勢相同，根據(jù)電場線的疏密判斷場強的大小，d點場強大于c點場強，故C錯誤，D正確。]9．某電場中的等勢面如圖所示，下列關(guān)于該電場的描述正確的是()A．負(fù)電荷在A點的電勢能比在B點的電勢能大B．負(fù)電荷在A點的電勢能比在C點的電勢能大C．電荷沿等勢面AB移動的過程中，電場力始終不做功D．正電荷由A移動到C，電場力做負(fù)功C[負(fù)電荷在電勢越高的位置電勢能越小，B錯誤；沿等勢面移動電荷，電場力不做功，負(fù)電荷在A、B兩點處的電勢能相同，A錯誤，C正確；正電荷由A移動到C，電場力做正功，D錯誤。](建議用時：15分鐘)10．(多選)位于A、B處的兩個帶有不等量負(fù)電荷的點電荷在平面內(nèi)電勢分布如圖所示，圖中實線表示等勢線，則()A．a(chǎn)點和b點的電場強度相同B．正電荷從c點移到d點，電場力做正功C．負(fù)電荷從a點移到c點，電場力做正功D．正電荷從e點沿圖中虛線移到f點，電勢能先減小后增大CD[a點的等勢面比b點的稀疏，故a點的電場強度比b點的小，而且兩點場強方向也不同，A項錯誤；c點電勢低于d點，正電荷從c點移到d點，即正電荷向高電勢處移動，電場力做負(fù)功，B項錯誤；a點電勢低于c點，從a到c，把負(fù)電荷移向高電勢處，電場力做正功，C項正確；從e沿題圖中虛線到f，電勢先變低后變高，故沿此方向移動正電荷，電場力先做正功后做負(fù)功，電勢能先減小后增大，D項正確。]11．如圖所示，實線是勻強電場的電場線，帶電粒子q1、q2分別從A、C兩點以初速度v垂直射入電場，其運動軌跡分別是圖中的ABC、CDA。已知q1帶正電，不計粒子重力和阻力。則下列說法中正確的是()A．q2也帶正電B．A點的電勢低于C點的電勢C．電場力對q1做正功，對q2做負(fù)功D．q1、q2的電勢能均減小D[由做曲線運動的條件，知q1所受電場力水平向右，q1帶正電，故電場方向向右；q2所受電場力水平向左，故q2為負(fù)電荷，故A錯誤；電場線水平向右，沿電場線的方向電勢降低，則A點的電勢高于C點的電勢，故B錯誤；由題圖可知，電場力與運動方向成銳角，電場力對q1、q2都做正功，q1、q2的電勢能都減小，故C錯誤，D正確。]12．某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點，電場線、粒子在A點的初速度及運動軌跡如圖所示，可以判定()A．粒子帶負(fù)電B．粒子的加速度減小C．粒子的動能增加D．粒子的電勢能增加C[粒子所受的電場力方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，與電場線的切線方向一致，可知粒子帶正電，A錯誤；由電場線的疏密程度可知粒子在A點所受的電場力小于在B點所受的電場力，故粒子的加速度增加，B錯誤；由運動軌跡的彎曲方向知粒子在運動過程中，電場力對其做正功，則其動能增加，電勢能減小，C正確，D錯誤。]13．如圖所示，在電場強度為E＝1×104N/C、方向水平向右的勻強電場中，用一根長L＝1m的絕緣細(xì)桿(質(zhì)量不計)固定一個質(zhì)量為m＝0.2kg、電荷量為q＝5×10－6C、帶正電的小球。細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。現(xiàn)將桿由水平位置A輕輕釋放，在小球運動到最低點B的過程中。求：(1)電場力