2019版物理人教版选修3-1训练：1.5 电势差 .docx

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1、5电势差课时过关能力提升基础巩固1下列说法正确的是()A.电势差与电势一样,是相对量,与电势零点的选取有关B.电势差是一个矢量,有正值和负值之分C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关D.A、B两点的电势差是恒定的,不随电势零点的不同而改变,所以UAB=UBA答案:C2一个点电荷,从静电场中的A点移到B点的过程中,静电力做功为零,则()A.A、B两点的电场强度一定相等B.作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的C.A、B两点的电势差为零D.点电荷一定沿直线从A点移到B点解析:由公式WAB=qUAB可知,若WAB=0,则一定是UAB=0,

2、选项C正确。答案:C3在电场中A、B两点间电势差为UAB=75 V,B、C两点间电势差UBC=-200 V,则A、B、C三点的电势高低关系为()A.ABCB.ACABD.CBA解析:因为UAB=A-B=75 V0,所以AB,因为UBC=B-C=-200 V0,所以BC,又UAC=UAB+UBC=75 V+(-200 V)=-125 V0,所以AAB,C正确。答案:C4静电场中,某带电粒子在电场力作用下从电势为a的a点运动至电势为b的b点。若该带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb,不计重力,则该带电粒子的比荷qm为()A.va2-vb2b-aB.vb2-va2b-aC.va2-vb22(b

3、-a)D.vb2-va22(b-a)解析:由电势差公式及动能定理得W=qUab=q(a-b)=12m(vb2-va2),可得比荷为qm=va2-vb22(b-a)。答案:C5图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过A、B点时的动能分别为26 eV和5 eV。当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为()A.8 eVB.13 eVC.20 eVD.34 eV解析:设相邻两条等势线间的电势差为U,电荷从A到B动能减少,静电力做负功,可判断4321,因3=0,电荷在等势面1和

4、4上的电势能分别为-2qU和qU。根据能量守恒定律可得-2qU+EkA=qU+EkB代入数据:-2qU+26 eV=qU+5 eV解得qU=7 eV,电荷的总能量应为E总=(5+7) eV=12 eV所以当电势能为-8 eV时,动能为Ek=E总-Ep=12 eV-(-8 eV)=20 eV。答案:C6(多选)水平线上的O点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示。以水平线上的某点O为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于A、B、C、D、E,则下列说法正确的是()A.B、E两点的电场强度相同B.A点电势低于C点电势C.B、C两点间电势差等于E、D两点间电势差D.电子沿圆周由D到B

5、,静电力做正功解析:题图中B、E两点电场强度的方向不同,选项A错;沿电场线方向电势降低,因rArC,故选项B对;因C=D,B=E,故选项C对;静电力做功与路径无关,因UDB0,电子从D到B静电力做功WDB=qUDB=-eUDBWACB.WADWABC.WAC=WADD.WAB=WAC解析:由于圆周为一等势线,B、C、D均位于圆周上,它们的电势相等,故点A到圆周上的B、C、D各点的电势差相等,由W=qU知,A到B、C、D各点做功相同,C、D对。答案:CD2两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为l的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与电场强度方向平行,其位置如图所示。若此

6、杆绕过O点垂直于杆的轴线顺时针转过90,则在此转动过程中,电场力做的功为()A.0B.qElC.2qElD.qEl解析:+q受到的电场力水平向右,-q受到的电场力水平向左。设+q离O点距离为x,则-q离O点的距离为l-x。在杆顺时针转过90的过程中,电场力对两球做的功分别为 W1=qEx,W2=qE(l-x),所以总功为W=W1+W2=qEx+qE(l-x)=qEl,故选项B正确。答案:B3(多选) 如图所示,MN是电场中某一条电场线上的两点,若负电荷由M移到N时,电荷克服静电力做功,下列说法正确的是()A.M点和N点之间一定有电势差B.M点的电场强度一定大于N点的电场强度C.电场线的方向从M

7、指向ND.M点的电势高于N点的电势解析:负电荷从M移到N时,电荷克服静电力做功,负电荷所受的静电力的方向是从N到M,则可以判断电场线的方向为由M指向N。判断知选项A、C、D正确。答案:ACD4(多选)(2018全国卷)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是()A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4 eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍解析:从a到d的过程克服电场力做功为6 eV,所以电场方

8、向为水平向右,每个间距电势差为2 V,所以平面c电势为零,故A项正确;由于电子不一定垂直等势面进入,可能做曲线运动,所以可能到达不了f平面,故B项正确;整个过程中能量守恒,可得平面a、b、c、d、f的电势能为-4 eV、-2 eV、0 eV、+2 eV、+4 eV,动能分别为+10 eV、+8 eV、+6 eV、+4 eV、+2 eV,故C项错误;由于电子经过b、d平面时的动能分别为8 eV和4 eV,所以该电子经过b平面时的速率是经过d时的2倍,故D项错误。答案:AB5(多选) 如图所示,在A点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,粒子到达B点时速度恰好为零,设AB所在的电场线竖直向

9、下,A、B间的高度差为h,则()A.带电粒子带负电B.A、B两点间的电势差UAB=mghqC.B点电场强度大于A点电场强度D.A点电场强度大于B点电场强度解析:带电粒子由A到B的过程中,重力做正功,而动能没有增大,说明静电力做负功。根据动能定理有mgh-qUab=0,解得A、B两点间电势差为UAB=mghq。因为A点电势高于B点电势,UAB0,所以粒子带负电,选项A、B皆正确。带电粒子由A到B运动过程中,在重力和静电力共同作用下,先加速运动后减速运动;因为重力为恒力,所以静电力为变力,且静电力越来越大;由此可见B点电场强度大于A点电场强度。选项C正确,D错误。答案:ABC6右图中a、b和c表示

10、点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为、23和14。一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后,仅受静电力作用而运动,已知它经过等势面b时的速率为v,则它经过等势面c时的速率为。解析:设带电粒子的电荷量为q,质量为m,由动能定理得q-23=12mv2;q-14=12mvc2联立两式即得经过等势面c时的速率vc=32v。答案:32v7如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,且相邻两等势面的电势差相等,一个正电荷在等势面c上时具有动能210-4 J,它运动到等势面a时,速度为零,令等势面b的电势2=0,那么该点电荷的电势能为410-5 J时,其动能大小是多少?(设整个运动过程中只有静电力做功)解析

11、:此正电荷从c运动到a时,动能减小210-4 J,由于a、b、c之间电势差相等,由W=qU知正电荷从c到b动能减小为110-4 J由2=0知正电荷总能量E总=Ek+Ep=110-4 J故Ek=E总-410-5 J=610-5 J。答案:610-5 J8如图所示,匀强电场的电场强度E=1.2102 N/C,方向水平向右,一带正电点电荷q=410-8 C沿半径为R=20 cm的圆周,从A点移动到B点,已知AOB=90,求:(1)这一过程电场力做多少功?是正功还是负功?(2)A、B两点间的电势差UAB为多大?解析:(1)从A点移动到B点位移大小l=2R,方向与电场力的夹角=135。故从A点移动到B点,电场力做功WAB=qElcos =410-81.210220.2cos 135 J=-9.610-7 J。(2)由公式UAB=WABq得A、B两点间的电势差UAB=-9.610-7410-8 V=-24 V。答案:(1)9.610-7 J负功(2)-24 V