2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 第5节 电势差课时作业 新人教版选修3-1.doc

第5节 电势差随堂检测 1(多选)(2018吉林校级联考)下列说法正确的是()A电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C由于电场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DA、B两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以UABUBA解析：选BC两点间的电势差等于电势之差，由电场中两点的位置决定，与零电势点的选取无关，故A错误电势差是标量，正负表示大小，故B正确电场力做功跟移动电荷的路径无关，由公式WqU知电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关，故C正确A、B两点的电势差是恒定的，但有顺序之分，UABUBA，故D错误2如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b两点时的动能分别为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()A8 eVB13 eVC20 eV D34 eV解析：选C由于电荷在电场中移动时只有静电力做功，因此能量之间的转化只有动能和电势能之间的转化1、2、3、4为等差等势面，等势面3的电势为零，从等势面1到等势面4电荷减少的动能为21 eV，所以从1到3减少的动能为14 eV，故电荷在等势面3上的动能为12 eV，故当电势能为8 eV时，动能为20 eV故选C3如图所示，虚线为电场中的三个等势面，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()AA点的电势比B点的高B无法比较A、B两点的电势高低CA点的电场强度比B点的大D无法比较A、B两点的场强大小解析：选A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；等差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C、D错误4如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知qQ，ABh，小球滑到B点时的速度大小为求：(1)小球由A到B的过程中静电力做的功；(2)A、B两点间的电势差解析：因为Q是正电荷，所以以Q为圆心的圆面是一个等势面，这是一个重要的隐含条件，由A到B过程中静电力是变力，所以不能直接用WFx来解，只能考虑应用功能关系求解(1)因为杆是光滑的，所以小球从A到B过程中只有两个力做功：静电力做功W和重力做功mgh，由动能定理得：Wmghmv代入已知条件vB 得静电力做功Wm3ghmghmgh(2)U由于AB，所以UAB答案：(1)mgh(2)课时作业 学生用书P117(单独成册)一、单项选择题1(2018滨州高二检测)在某电场中，将一带电量为q20109 C的点电荷从a点移到b点，电场力做功W40107 J，则a、b两点间的电势差Uab为()A400 VB200 VC200 V D400 V解析：选BUab200 V2(2018文山州校级联考)如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上以下判断正确的是()Ab点场强大于d点场强Bb点电势高于d点电势C试探电荷q在a点的电势能小于在c点的电势能Da、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差解析：选D在两等量异号电荷连线上，中间点电场强度最小；在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，所以b点场强小于d点场强，选项A错误；MN是一条等势线，与在两等量异号电荷连线上的点相比较，d点的电势要高，所以d点电势高于b点电势，选项B错误；因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷q在a点的电势能大于在c点的电势能，选项C错误由对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，故选项D正确3(2018清华附中高二检测)在如图所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E(在以场源电荷为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是()A从A到B电场力做功最多B从A到E电场力做功最多C电场力做功一样多DA点比D点电势高解析：选CB、C、D、E在同一等势面上，所以UABUACUADUAE，由WqU知做功一样多，A、B错误，C正确；在Q的电场中，D点比A点离场源电荷远，所以D点的电势比A点高，D错误4(2018綦江县校级联考)某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示下列说法正确的是()Aa点的电势高于b点的电势B若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功Cc点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d到c解析：选B由沿电场线的方向电势降低和电场线与等势面垂直的特点，可知a点的电势低于b点的电势，故A错误；由电势能的公式：Epq，可得出a点的电势能低于b点的电势能，由电场力做功与电势能变化的关系，说明电场力做了负功，故B正确；因为电场线的疏密表示电场的强弱，故c点的电场强度小于d点的电场强度，故C错误；正试探电荷在d点时所受的电场力沿该处电场线的切线方向，使该电荷离开该电场线，所以该电荷不可能沿着电场线由d到c，故D错误5(2018昆明校级联考)如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带电的小球在该电场中运动，不计小球所受的重力和空气阻力，实线表示该带正电的小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于28 eV，运动到b点时的动能等于4 eV，若取c点为零电势点，当这个带电小球的电势能等于6 eV时，它的动能等于()A16 eV B18 eVC6 eV D8 eV解析：选B小球自a点运动到b时，电场力做负功：Wab4 eV28 eV24 eV由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：Uab3Ubc从b到c电场力做正功，根据动能定理有：WbcEkcEkb联立可得Ekc12 eV由于只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变，故在c点：EEpcEkc12 eV即电势能和动能之和为12 eV，因此当电势能等于6 eV时动能为18 eV，故A、C、D错误，B正确6一电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一初速度从图中A点沿图示方向进入电场，若粒子只受电场力作用，则从A点开始()A无论正负，粒子总是做直线运动B无论正负，粒子的电势能总是先变大C无论正负，粒子的电势能总是先变小D粒子的电势能的变化与粒子所带电的电性有关解析：选C根据电场线与等势线垂直且指向低电势处，可知在A点电场线方向应与速度v垂直，则粒子所受的电场力与速度v也垂直，粒子做曲线运动，故A错误无论正负，电场力做正功，粒子的电势能总是先变小，故B、D错误，C正确二、多项选择题7A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线的距离相等，如图所示，则()AA、B两点的场强大小相等、方向相同B同一点电荷沿中垂线在A、B两点的电势能相等C把正电荷沿中垂线从A点移到B点，电势能先减小后增大DA、B两点的连线上任意两点的电势差为零解析：选ABD等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，A、B两点的电场强度的方向都与AB连线的方向垂直，指向负电荷且A、B两点场强大小相等，故A正确；等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，点电荷沿中垂线从A点移到B点，电场力不做功，其电势能保持不变，故B正确，C错误；等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，A、B两点的连线上任意两点的电势差为零，故D正确8如图所示，在Q形成的电场中，有a、b、c三点，它们到点电荷的距离为rarba，同一负电荷在电势低处电势能大，A、C错误；因UabUbc，据WqU知WabWbc，D正确9(2018宁波高二检测)如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为20 J，电场力做的功为15 J则下列说法中正确的是()A粒子带负电B粒子在A点的电势能比在B点小15 JC粒子在A点的动能比在B点多05 JD粒子在A点的机械能比在B点小15 J解析：选CD从粒子的运动轨迹可以看出，粒子所受的电场力方向与场强方向相同，则粒子带正电，A错误；粒子从A点运动到B点，电场力做功15 J，说明电势能减小了15 J，B错误；对粒子应用动能定理得W电W重EkBEkA，代入数据解得EkBEkA15 J20 J05 J，C正确；粒子机械能的变化量等于除重力外其他力做的功，电场力做功15 J，则粒子的机械能增加15 J，D正确10一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其vt图象如图所示，则下列说法中正确的是()AA处的电场强度一定大于B处的电场强度B粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能CC、D间各点电场强度和电势都为零DA、B两点的电势差大于C、B两点间的电势差解析：选AB由题图知粒子在A处的加速度大于在B处的加速度，因a，所以EAEB，A对；粒子从A到B动能增加，由动能定理知电场力必做正功，电势能必减小，B对；同理由动能定理可知A、C两点的电势相等，则UABUCB，D错；仅受电场力作用的粒子在C、D间做匀速直线运动，所以C、D间各点电场强度均为零，但电势是相对于零势点而言的，可以不为零，C错三、非选择题11如图所示，电场中A、B两点电势差为30 V，一个电荷量为5108 C的正点电荷由A运动到B，电场力对点电荷做了多少功？B、C两点间的电势差大小为15 V，该点电荷从B运动到C，电场力对点电荷做了多少功？解析：法一：根据电场力做功与电势差的关系得：WABqUAB510830 J15106 JWBCqUBC5108(15) J75107 J法二：正点电荷从A运动到B时，是顺着电场线方向移动的，所以电场力做正功，其大小为W1qU115106 J正点电荷从B运动到C时，是逆着电场线方向移动的，所以电场力做负功，其大小为W2qU275107 J答案：15106 J75107 J12带电荷量为q50108 C的点电荷从A点移到B点时，克服静电力做功30106 J已知B点的电势为B20 V求：(1)A、B间的电势差；(2)A点的电势；(3)q从A到B的电势能变化解析：(1)从A到B静电力做的功为WAB30106 JA、B两点间的电势差UAB V60 VB点电势高于A点电势(2)根据UABAB得A点的电势为AUABB(60 V)20 V40 V(3)q从A到B克服静电力做功，电势能一定增加Ep|WAB|30106 J答案：(1)60 V(2)40 V(3)电势能增加30106 J