2024-2025學年高中物理第1章靜電場5電勢差作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE5-電勢差(時間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．下列關于電勢差的說法中正確的是()A．兩點間的電勢差等于將電荷從其中一點移到另一點時靜電力所做的功B．將1C的電荷從電場中一點移到另一點，假如靜電力做了1J的功，那么這兩點間的電勢差就是1VC．在兩點間移動電荷時，靜電力做功的多少跟這兩點間的電勢差無關D．兩點間電勢差的大小跟放入這兩點間的電荷所帶的電荷量成反比B[依據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)知，兩點間的電勢差在數(shù)值上等于在兩點間移動單位正電荷時靜電力所做的功，故選項A錯誤，選項B正確；與移動的電荷所帶的電荷量及放不放電荷無關，故選項D錯誤；靜電力做的功WAB＝qUAB，即靜電力做的功除與兩點間的電勢差有關外，還與移動的電荷所帶的電荷量有關，所以選項C錯誤。]2．關于UAB＝eq\f(WAB,q)和WAB＝qUAB的理解，正確的是()A．電場中A、B兩點間的電勢差和兩點間移動電荷的電荷量q成反比B．在電場中A、B兩點間沿不同路徑移動相同電荷，路徑長時WAB較大C．UAB與q、WAB無關，甚至與是否移動電荷都沒有關系D．WAB與q、UAB及電荷移動的路徑無關C[UAB＝eq\f(WAB,q)是比值法的量度式，UAB由電場自身確定，選項A錯誤，C正確；由WAB＝qUAB可知WAB與q、UAB有關，與電荷移動的路徑無關，選項B、D錯誤。]3．電場中a、b兩點間的電勢差Uab＝1V，將一電子從a點移到b點，電子克服靜電力做的功為1eV，則()A．場強方向肯定是由b指向aB．場強方向肯定是由a指向bC．電子的電勢能增加1eVD．電子的電勢能削減1eVC[靜電力對電子做負功，所以a點的電勢高于b點的電勢，但場強方向不肯定由a指向b，選項A、B錯誤；電子克服靜電力做的功等于電勢能的增加量，選項C正確，選項D錯誤。]4.如圖所示，三條等勢線上有a、b、c、d四點，若將一正電荷由c經a移到d，靜電力做正功W1，若由c經b移到d，靜電力做正功W2，則()A．W1>W2，φ1>φ2B．W1<W2，φ1<φ2C．W1＝W2，φ1<φ2D．W1＝W2，φ1>φ2D[由W＝Uq可知，W1＝W2；由Wcd＝Ucd·q，Wcd>0，q>0，可知Ucd>0，故φ1>φ2>φ3，D正確。]5．一個電荷量為10－6C的負電荷從電場中A點移到B點電場力要做功2×10－6J，從C點移到D點要克服電場力做功7×10－6J，若已知C點比B點電勢高3V，且A、B、C、DC[由UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(2×10－6,－10－6)V＝－2V，則φA－φB＝－2V；UCD＝eq\f(WCD,q)＝eq\f(－7×10－6,－10－6)V＝7V，則φC－φD＝7V；由題意得φC－φB＝3V，則φC>φB>φA>φD，C正確。]6.(多選)如圖所示的等量異號電荷中，A帶正電，B帶負電，在A、B連線上有a、b、c三點，其中b為連線的中點，且ab＝bc，則()A．a點與c點的電場強度相同B．a點與c點的電勢相等C．a、b間電勢差與b、c間電勢差相等D．點電荷沿AB中垂線移動時，電場力不做功ACD[由于a、c兩點關于b點對稱，電場強度的大小和方向均相同，A正確；電場線由a點指向c點，所以有φa>φc，B錯誤；由于ab＝bc，電荷由a點移到b點和由b點移到c點時，電場力做功相等，故Uab＝Ubc，C正確；A、B連線的中垂線為等勢線，在等勢線上移動電荷時，電場力不做功，D正確。]二、非選擇題(14分)7.如圖所示，勻強電場中A、B、C三點構成一個直角三角形，把電荷量q＝－2×10－10C的點電荷由A點移到B點，靜電力做功4.8×10－8J，再由B點移到C點，電荷克服靜電力做功4.8×10－8J，取B點的電勢為零，求A、C[解析]把電荷從A點移到B點UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(4.8×10－8,－2×10－10)V＝－240V即φA－φB＝φA＝－240V。把電荷從B點移到C點UBC＝eq\f(WBC,q)＝eq\f(－4.8×10－8,－2×10－10)V＝240V，即φB－φC＝－φC＝240V，所以φC＝－240V。[答案]－240V－240V一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1.如圖所示為某靜電場等勢面的分布圖，電荷量為1.6×10－9C的正點電荷從A經B、C到達D點，從A至A．4.8×10－8J B．－4.8×10－8JC．8.0×10－8J D．－8.0×10－8JB[由于UAD＝φA－φD＝－40V－(－10)V＝－30V，所以從A至D，電場力對電荷做的功WAD＝qUAD＝1.6×10－9×(－30)J＝－4.8×10－8J，B正確。]2．一個帶正電的質點所帶電荷量q＝2.0×10－9C，在靜電場中由a點移到b點，在這一過程中，除電場力外，其他力做的功是6.0×10－5J，質點的動能增加了8.0×10－5J，則a、b兩點間的電勢差UabA．1×104V B．3×104VC．4×104V D．7×104VA[以帶正電的質點為探討對象，依據(jù)動能定理有Wab＋W其他＝ΔEk①又Wab＝qUab②由①②兩式解得Uab＝eq\f(ΔEk－W其他,q)＝eq\f(8.0×10－5－6.0×10－5,2.0×10－9)V＝1.0×104V，故選項A正確。]3．(多選)如圖所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩點電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a和c關于MN對稱，b點位于MN上，d點位于兩電荷的連線上。以下推斷正確的是()A．b點場強大于d點場強B．b點場強小于d點場強C．a、b兩點間的電勢差等于b、c兩點間的電勢差D．摸索電荷＋q在a點的電勢能小于在c點的電勢能BC[兩等量異種點電荷產生的電場如圖所示，由圖可知，d點的電場線比b點的電場線密集，所以d點的場強大于b點的場強，A項錯誤，B項正確。a、c兩點關于MN對稱，b點在MN上，同一點電荷從a到b和從b到c電場力做的功相同，由W＝qU可知Uab＝Ubc，C項正確。a點電勢高于c點電勢，同一正電荷在a點的電勢能大于在c點的電勢能，D項錯誤。]4．(多選)如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定、圓心是O，最低點是P，直徑MN水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷)，b固定在M點，a從N點靜止釋放，沿半圓槽運動經過P點到達某點Q(圖中未畫出)時速度為零。則小球a()A．從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B．從N到P的過程中，速領先增大后減小C．從N到Q的過程中，電勢能始終增加D．從P到Q的過程中，動能削減量小于電勢能增加量BC[a由N到Q的過程中，重力豎直向下，而庫侖力始終沿二者的連線方向，則可知，重力與庫侖力的夾角始終減小，故合力始終在增大，故A錯誤；在整個過程中合力先與運動方向的夾角為銳角，合力做正功，而后一過程中合力與運動方向夾角為鈍角，合力做負功，故從N到P的過程中，速領先增大后減小，故B正確；由于在運動過程中，a、b間的距離始終在減小，故庫侖力始終做負功，電勢能始終增加，故C正確；從P到Q的過程中，由動能定理可知，－mgh－WE＝0－eq\f(1,2)mv2，故動能的削減量等于重力勢能增加量和電勢能的增加量之和，故D錯誤。]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(12分)把帶電荷量為2×10－8C的正點電荷從無限遠處移到電場中的A點，要克服電場力做功8×10－6J，若把該電荷從無限遠處移到電場中的B點，需克服電場力做功2×10－6(1)A點的電勢；(2)A、B兩點的電勢差；(3)若把2×10－5C的負電荷由A點移動到B[解析]無限遠處電勢能為零，克服電場力做功，電勢能增加，所以EpA＝8×10－6J，φA＝eq\f(EpA,q)＝eq\f(8×10－6J,2×10－8C)＝400V，同理φB＝eq\f(2×10－6,2×10－8)V＝100V故UAB＝φA－φB＝300V。若把2×10－5C的負電荷由A點移動到BWAB＝q′UAB＝－2×10－5×300J＝－6×10－3J。[答案](1)400V(2)300V(3)－6×10－3J6．(14分)為了使帶負電的點電荷q在一勻強電場中沿直線由A點勻速運動到B點，必需對該電荷施加一個恒力F。如圖所示，若AB＝0.4m，θ＝37°，q＝－3.0×10－7C，F(xiàn)＝1.5×10－4N，A點電勢φA(1)在圖中用實線畫出電場線，用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線，并標明它們的電勢；(2)求q由A點運動到B點的過程中電勢能的變更量。[解析](1)負電荷q由A點勻速運動到B點，說明負電荷q受到的靜電力與力F大小相等，方向相反，故電場線方向與