2.2研究电场的能的性质（一）一、选择题（一）1.图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中,正确的是()A.该电场一定是匀强电场B.电场强度Ea一定小于EbC.电子的电势能Epa>EpbD.电子的电势能Epa<Epb解析:只有一条电场线,无法判断该电场是不是匀强电场,也无法判断电场强度Ea和Eb的大小关系,选项A、B错误;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,选项C正确,选项D错误。答案:C2.(多选)下列说法中,正确的是()A.当两个正点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大B.当两个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大C.一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力减小,它们的电势能也减小解析:两个同种电荷互相靠近时,距离减小,库仑力增大,电场力做负功,电势能增大,选项A、B正确;两个异种电荷互相靠近时,距离减小,库仑力增大,电场力做正功,电势能减小,选项C、D错误。答案:AB3.如果在某电场中将电荷量为5.0×10-4C的正电荷,仅在电场力作用下由A点移到B点,电场力做功为2.0×10-3J,则()A.电荷在B点的动能比在A点的动能小2.0×10-3JB.电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.0×10-3JC.A、B两点间电势差为-4VD.若在A、B两点间移动一个q=1.0×10-4C的负电荷,电场力将做4.0×10-4J的功解析:由A点移到B点,电场力做正功,动能增加,电势能减少,选项A错误,选项B正确;A、B两点间电势差UAB=Wq=2.0×10-35.0×10-4V=4V,选项C错误;在A、B两点间移动一个q=1.0×10-4C的负电荷,电场力做功W=qU=-1.0×10-4×4J=-4.0×10-4J,选项D错误。答案:B4.(多选)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,受重力和电场力作用。若重力做功-3J,电场力做功1J,则小球的()A.重力势能增加3JB.电势能增加1JC.动能减少3JD.机械能增加1J解析:重力做功-3J,则重力势能增加3J,选项A正确;电场力做功1J,电势能减少1J,选项B错误;合外力做功为-3J+1J=-2J,故动能减少2J,选项C错误;机械能的变化等于重力之外其他力做的功,即电场力做的功,为1J,因此机械能增加1J,选项D正确。答案:AD5.(多选)如图所示,空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行。一电荷量为-q的粒子(重力不计),在恒力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N。已知力F与M、N连线的夹角为θ,M、N两点间的距离为d,则下列结论中正确的是()A.M、N两点的电势差为FdcosθqB.匀强电场的电场强度大小为FcosθqC.带电粒子由M运动到N的过程中,电势能增加了FdcosθD.若要使带电粒子由N向M做匀速直线运动,则F必须反向解析:粒子做匀速运动,电场力必与恒力F平衡,由M点运动到N点,电场力做功为W=-Fdcosθ,由电势差定义得UMN=-Wq=Fdcosθq,选项A正确;由粒子受力情况可知,电场强度E=Fq,选项B错误;电势能增加量等于克服电场力做的功Fdcosθ,选项C正确;粒子做匀速直线运动的条件是受力平衡,即由N运动到M,受力不变,选项D错误。答案:AC6.如图所示,一带负电的粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右点。不计重力,下列表述中正确的是()A.粒子在M点的速率最大B.粒子所受电场力沿电场方向C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加解析:由题图知该电场为匀强电场,因此带电粒子受到的电场力方向恒定,大小不变,因此选项C正确。由电荷运动轨迹与受力关系可判定电荷受力向左,选项B错误。因此由N到M电场力对粒子做负功,其速度应减小,选项A错误。电势能在前段与后段变化情况不一样,选项D错误。答案:C二、非选择题（一）7.如图所示,在电场强度为E=104N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长L=1m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2kg、电荷量为q=5×10-6C、带正电的小球。细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。现将杆由水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,电场力对小球做功多少?小球电势能如何变化?解析:电场力做功与路径无关。在小球由A运动到最低点B的过程中,电场力对小球做的正功为W=qEL=5×10-6×104×1J=0.05J