2017-2018学年物理人教版选修3-1同步练习教师用卷：　1.5电势差同步练习-教师用卷 .docx

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1、1.5电势差同步练习一、单选题1. 在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=-200V，则A、B、C三点电势高低关系为()A. ABCB. ACABD. CBA【答案】C【解析】解：由题意，UAB=A-B=75V，则得：AB；UBC=B-C=-200V，则得：BC；又UAC=UAB+UBC=(75-200)V=-125V，则得：AAB；故ABD错误，C正确故选：C2. 把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为-1.010-3J，则A、B两点的电势差是()A. 100VB. -100VC. 0.01VD. -0.01V【答案】B【解析】解：A、

2、B两点的电势差：UAB=WABq=-110-310-5V=-100V 故选：B 3. 下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是()A. 根据电场强度的定义式E=Fq，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比B. 根据电容的定义式C=QU，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C. 根据真空中点电荷电场强度公式E=kQr2，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比D. 根据公式UAB=WABq，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B点的电势差为1V【答案】C【解析】【分析】电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关；用电容器和电势差的

3、定义式即可求解。本题关键抓住电场强度是描述电场本身性质的物理量，其大小和方向与试探电荷无关，是电场本身决定；电容取决于电容器本身；灵活应用电势差的定义式。【解答】A.电场强度取决于电场本身的性质，与试探电荷无关，所以不能理解电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比，故A错误；B.电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身的属性，与电容器所带的电量和板间电压无关，故B错误；C.根据点电荷的场强公式真空中点电荷电场强度公式E=kQr2，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比，故C正确；D.据电势差的定义式UAB=WABq知，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J

4、，则A、B点的电势差为-1V，故D错误。故选C。4. 如图甲，倾角为的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q的正点电荷。将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(和和为已知量)。已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图象可求出()A. 小物块的带电量B. A、B间的电势差C. 小物块的质量D. 小物块速度最大时到斜面底端的距离【答案】C【解析】解：由动能图线得知，小球的速度先增大，后减小。根据库仑定律得知，小球所受的库仑力逐渐减小，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，则小球沿斜面向上做加速度逐渐

5、减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零。A、由动能图线看出，速度有最大值，此时小球受力平衡，由库仑力与重力沿斜面的分力平衡，由于没有x的具体数据，所以不能求得q。故A错误；B、A到B的过程中重力势能的增加等于电势能的减小，所以可以求出小物块电势能的减小，由于小物块的电量不知道，所以不能求出AB之间的电势差。故B错误；C、由重力势能线得到EP=mgh=mgssin，读出斜率，即可求出m；D、图象中不能确定哪一点的速度最大，题目中也没有小物块的电量、质量等信息，所以不能确定小物块速度最大时到斜面底端的距离。故D错误。故选：C。5. 如图所示，虚线为电场中的三个等势面，

6、相邻等势面之间的电势差相等.一个带正电的点电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能，则下列说法正确的是( )A. A点的电势比B点的高B. 无法比较A、B两点的电势高低C. A点的电场强度比B点的大D. 无法比较A、B两点的场强大小【答案】A【解析】解：AB、正电荷在电场中，在电势高的位置，电势能越大，故A正确，B错误；CD、等势面的疏密代表场强的大小，故A点的场强小于B点的场强，故CD错误；故选：A6. 如图所示，P、Q、A、B四个点在同一条直线上，分别把两个正、负点电荷置于P、Q两点.A、B两点间的电势差用U表示，A点的电场强度用E表示.若只把Q点的点电荷的电荷量减半，则()A. U变大，E

7、变大B. U变小，E变小C. U变小，E变大D. U变大，E变小【答案】B【解析】解；由题，P、Q在A点产生的场强方向均向右，只把Q点的点电荷的电荷量减半，P产生的场强不变，而根据E=kQr2得知，Q在A两点产生的场强减小，方向不变则根据叠加原理可知，E变小.由U=Ed知，AB间距离不变，则U变小故选B7. 如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A，B两点的电势差为()A. mv022qB. 3mv02qC. 2mv02qD. 3mv022q【答案】C【解析】解：粒子

8、，从A到B，根据动能定理得：qUAB-mgh=12mvB2-12mv02 因为vB=2v0，若只考虑粒子在竖直方向，只受到重力，所以机械能守恒，则有mgh=12mv02 由以上三式，则有UAB=2mv02q 故选：C 二、多选题8. 关于电势差的说法中，正确的是()A. 两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功B. 1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1VC. 在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差有关D. 两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比【答案】BC【解析】解：A、根据电势差和电场力做功的公式UA

9、B=WABq 求得：两点间的电势差等于从其中一点移到另一点时，电场力所做的功与电荷量的比值，故A错误B、1C的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1V，故B正确C、在两点间移动电荷时，电场力做功的多少与电荷量和两点间的电势差都有关，故C正确，D、两点间的电势差是由电场本身决定的与检验电荷无关.故D错误故选BC9. 如图所示，质量为m1、带有正电荷q的金属小球和质量为m2、不带电的小木球之间用绝缘细线相连，置于竖直向上、场强为E、范围足够大的匀强电场中，两球恰能以速度v匀速竖直上升.当小木球运动到A点时细线突然断开，小木球运动到B点时速度为零，重力加速度为g，

10、则()A. 小木球的速度为零时，金属小球的速度大小为m2vm1B. 小木球从点A到点B的过程中，A、B组成的系统，机械能在增加C. A、B两点之间的电势差为Ev22gD. 小木球从点A到点B的过程中，小木球动能的减少量等于两球重力势能的增量，而电场力对金属小球所做的功等于金属小球的机械能增加量【答案】BC【解析】解：A、断开细线后，两球组成的系统合力为零，总动量守恒，取向上方向为正方向，根据动量守恒定律得：(m1+m2)v=m1v 得金属小球的速度大小为：v=(m1+m2)vm1.故A错误B、小木球从点A到点B的过程中，由于电场力做正功，电势能减小，则知A、B组成的系统机械能在增加，故B正确C

11、、断开细线后，木球的机械能守恒，则有m2gh=12m2v2，得：h=v22g，即A、B间距离为：h=v22g，两点A、B之间的电势差为：U=Eh=Ev22g.故C正确D、小木球从点A到点B的过程中，其动能的减少量等于木球重力势能的增加量，电场力对金属小球所做的功等于金属小球的机械能增加量.故D错误故选：BC10. 如图所示，一个电量为-Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点.另一个电量为+q及质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点的速度最小为v.已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为、AB间距离为L0及静电力常量为k，则()A. OB间的距离为kQqmgB. 点电荷乙能

12、越过B点向左运动，其电势能仍增大C. 在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差Uab=mgL0+12mv2-12mv02qD. 从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W=mgL0+12mv0-12mv2【答案】AC【解析】解：A、当速度最小时有：mg=F库=kQqr2，解得：r=kQqmg，故A正确；B、在小球向左运动过程中电场力一直做正功，因此电势能一直减小，故B错误；C、点电荷从A运动B过程中，根据动能定理有：UABq-mgL0=12mv2-12mv02，解得，UAB=mgL0+12mv2-12mv02q.故C正确D、从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W=UABq=mgL0+12m

13、v2-12mv02，故D错误故选AC11. 如图所示，边长为L、总电阻为R的均匀正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上，其cd边右侧紧邻两个磁感应强度为B、宽度为L、方向相反的有界匀强磁场.现使线框以速度v0匀速通过磁场区域，从开始进入，到完全离开磁场的过程中，下列图线能定性反映线框中的感应电流(以逆针方向为正)和a、b两点间的电势差随时间变化关系的是()A. B. C. D. 【答案】AC【解析】解：线圈进入左侧磁场过程：在进入磁场0-L的过程中，E=BLv0，电流I=BLv0R=i0，方向为逆时针方向，为正；a的电势比b的电势高，ab间的电势差Uab=14E=14BLv0=u0；在L-2L

14、的过程中，电动势E=2BLv0，电流I=2BLv0R=2i0，方向为顺时针方向，为负.a的电势比b的电势高，ab间的电势差Uab=12E=12BLv0=2u0；在2L-3L的过程中，E=BLv0，电流I=BLv0R=i0，方向为逆时针方向，为正；a的电势比b的电势低，ab间的电势差Uab=-34E=-34BLv0=-3u0；故AC正确，BD错误故选：AC12. 如图甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为lkg的单匝均匀正方形铜线框，在位置1以速度v0=3m/s进入匀强磁场时开始计时，此时线框中感应电动势为lV，在t=3s时线框到达位置2开始离开匀强磁场此过程中线框v-t图象如图乙所示，那么()

15、A. t=0时，线框右侧边铜线两端MN间的电压为0.75VB. 恒力F的大小为0.5NC. 线框进入磁场与离开磁场的过程中线框内感应电流的方向相同D. 线框完全离开磁场瞬间的速度大小为2m/s【答案】ABD【解析】解：A.t=0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，总的感应电动势为：E=Bav0=1V，外电压为：U外=34E=0.75V.故A正确；B.在t=1-3s内，线框做匀加速运动，没有感应电流，线框不受安培力，则有F=ma，由速度-时间图象的斜率表示加速度，求得：a=vt=3-23-1m/s2=0.5m/s2，根据牛顿第二定律得：F=ma=0.5N.故B正确。C、根据楞次定律可知，线框进

16、入磁场时电流方向为逆时针，离开磁场的过程中线框内感应电流的方向为顺时针，故C错误；D、由b图象看出，在t=3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场时与线框进入时速度相同，则线框出磁场与进磁场运动情况完全相同，则知线框完全离开磁场的瞬间位置3速度与t=2s时刻的速度相等，即为2m/s。故D正确。故选：ABD。三、计算题13. 在电场中把一个电荷量为-210-9C的带电粒子从A点移到B点，静电力做功为-1.510-7J，再把该粒子从B点移到C点，静电力做功为410-7J. (1)求A、B间，B、C间，A、C间的电势差(2)若规定A点为零势能点，求该粒子在C点的电势能【答案】解：(1)A、B间的电势差

17、UAB=WABq=-1.510-7-210-9V=75V B、C间的电势差UBC=WBCq=410-7-210-9V=-200V 则A、C间的电势差UAC=UAB+UBC=-125V (2)若A点为零势能点，则A=0 又UAC=A-C，则得C点的电势C=A-UAC=125V 该粒子在C点的电势能为EPC=qC=-2.510-7J 答：(1)A、B间，B、C间，A、C间的电势差分别为：75V、-200V和-125V(2)若规定A点为零势能点，该粒子在C点的电势能是-2.510-7J.【解析】(1)根据电势差的定义：U=Wq，求解A、B间、B、C间和A、C间的电势差.要注意UAC=UAB+UBC(

18、2)根据电势差等于电势之差，求C点的电势，再由电势能公式Ep=q求粒子在C点的电势能电场力做功与重力做功类似只与位置有关，与路径无关，电荷从ABC，电场力做功与从AC电场力做功相同.在运用公式U=Wq时，要注意各个量均要代入符号运算14. 如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间距为2cm，两点的连线与场强方向成60角.将一个电量为-210-5C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J.则求：(1)A、B两点的电势差UAB(2)匀强电场的场强大小【答案】解：(1)因为电势能增加0.1J即电场力做功为W=-0.1JAB电场力做负功q=-210-5C则UAB=Wt=-EP-q=-0.1-210

19、-5V=5105V；(2)根据U=Ed得，d=ABcos60=0.01m，代入数据解得E=Ud=51050.01V/m=5107V/m答：(1)AB两点的电势差UAB为5105V；(2)匀强电场的场强的大小为5107V/m【解析】根据电势差的变化得出电场力做功，结合电场力做功与电势差的关系求出A、B两点的电势差.根据匀强电场的电场强度公式求出场强的大小解决本题的关键知道电场力做功等于电势差的减小量，掌握电场力做功与电势差的关系.注意运用W=qU计算时，功的正负、q的正负都要代入计算，以及E=Ud中，d表示沿电场线方向上的距离15. 如图所示，MN板间存在匀强电场，场强E=300N/C，方向竖直

20、向上.电场上A、B两点相距10cm，AB连线与电场方向夹角=60，A点和M板相距2cm.求：(1)求AB两点间的电势差大小；(2)若M板接地(电势为0)，A点电势A；(3)将q=+410-8C点电荷从A移到B，电场力做的功【答案】解：(1)AB两点间的电势差为：UAB=ELABcos=3000.10.5=15V；(2)A点的电势等于A点与M点的电势差，故：A=-UMA=-ELMA=-3000.02=-6V；(3)电势力做功为：W=Uq=15410-8C=610-7J；答：(1)AB两点间的电势差大小为15V；(2)若M板接地(电势为0)，A点电势A为-6V；(3)将q=+410-8C点电荷从A移到B，电场力做的功为610-7J；【解析】(1)根据电势差与电场强度之间的关系可求得AB两点的电势差；(2)电势等于相对于零电势点之间的电势差；求出电势差即可求得电势；(3)电场力做功W=Uq，注意做功的正负本题考查电场强度与电势差之间的关系，要注意明确在求电势能、电势差及电势等问题时要注意各物理量的符号不能出错