课时训练4　电势能和电势

题组一　静电力做功与电势能的关系

1.右图是以+Q为圆心的一组同心圆(虚线),电场中有A、B、C、D四点。现将一带正电荷q的点电荷由A点沿不同的路径移动到D点。沿路径①静电力做功为W1,沿路径②静电力做功为W2,沿路径③静电力做功为W3,则(　　)

A.W2

B.W1=W2=W3

C.W2>W3>W1

D.因不知道+q的具体数值,故无法作出判断

解析:无论何种电场中,静电力做功都与路径无关,只与初、末位置有关。

答案:B

2.如图所示,在静电场中,一个负电荷q受到一个非静电力作用,由A点移动到B点,则下列说法不正确的是(　　)

A.非静电力和静电力做功之和等于电荷电势能增量和动能增量之和

B.非静电力做功等于电势能增量和动能增量之和

C.电荷克服静电力做功等于电势能的增量

D.非静电力做功和静电力做功之和等于电荷动能的增量

解析:根据动能定理,合外力对电荷所做的功等于电荷动能的增量,选项A错误,D正确。对电荷和电场组成的系统而言,非静电力是外力,非静电力对电荷做了多少正功,系统能量(电势能和电荷动能)就增加多少,选项B正确。据静电力做功与电势能变化的关系(WF=-ΔE),及静电力对电荷做负功,得电荷克服静电力做功等于电荷电势能的增量,选项C正确。所以符合题意的是A选项。

答案:A

3.在电场强度大小为4×105 N/C的匀强电场中,一质子从A点移动到B点,如图所示。已知AB间距离为20 cm,AB连线与电场线成30°夹角,求静电力做的功以及质子电势能的变化。

解析:静电力对质子做的功为

　　W=qEdcos θ=1.6×10-19×4×105×0.2×√3/2 J≈1.1×10-14 J

　　即质子电势能减少1.1×10-14 J。

答案:1.1×10-14 J　减少1.1×10-14 J

题组二　电势高低的判断

4.在静电场中,下列说法正确的是(　　)

A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零

B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同

C.电场强度的方向可以跟等势面平行

D.沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的

解析:等量同种点电荷连线中点处的电场强度为零,但电势不为零,故A错;在匀强电场中,电场强度处处相等,但电势沿电场线方向降低,故B错;电场线方向处处与等势面垂直,即电场线上各点的切线