2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 1.4 电势能和电势课后提升作业 新人教版选修3-1.doc

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，OAQB.直线c位于某一等势面内，MNC.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：(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MN，MP，由于电场力做功相等，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PBB.AEBD.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BA，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AB，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()A.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，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=12mv2，在c点根据牛顿第二定律可得：FN-mg=mv2R，联立解得：FN=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？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=EpAq=110-6110-8V=100V。(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=qUA=-210-8(0-100)J=210-6J答案：(1)增加110-6J100V(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：(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，E2=2104N/C，代入数据解得：m=0.5kg。(2)由qE2=mg，可得=qE2mg=0.4。(3)物块在第1s的位移为x1=v2t1=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