2024-2025學年新教材高中物理第十章靜電場中的能量第2節(jié)電勢差課堂練習含解析新人教版必修3

PAGE2-第2節(jié)電勢差1.(多選)(2024·福建漳州一中高二上學期期中)如圖所示為某靜電場等勢面的分布，電荷量為1.6×10－9C的正電荷從A到B靜電力做功W1，從B到C靜電力做功W2，從C到D靜電力做功W3，若從A干脆到D靜電力做功W4A．W1＝3.2×10－8JB．W2＝1.6×10－8JC．W3＝3.2×10－8JD．W4＝－4.8×10－8J解析：靜電力做功與電荷運動的路徑無關，只與電荷的起始位置和終止位置有關。從A到B，靜電力對電荷做的功為W1＝qUAB＝q(φA－φB)＝1.6×10－9×(－40＋20)J＝－3.2×10－8J，選項A錯誤；同理可得選項B、D正確，C錯誤。2．(2024·北京人大附中高一下學期檢測)如圖虛線為某點電荷電場的等勢面，有兩個帶電粒子(重力不計)，以相同的速率沿不同的方向，從A點飛入電場后，沿不同的徑跡1和2運動，不計兩個粒子之間的靜電力，由軌跡可以判定(D)A．兩粒子帶電量多少肯定不同B．兩粒子的電性可能相同C．兩粒子的電勢能都是先削減后增大D．經(jīng)過B、C兩點，兩粒子的速率不行能相等解析：由圖無法判定兩電荷在同一位置時所受電場力的大小，故無法判定兩粒子帶電量的大小關系，故A錯誤；由圖可知沿軌跡1運動的電荷漸漸遠離了中心電荷，受到中心電荷的斥力，而軌跡2運動的電荷受到中心電荷的引力，故兩粒子的電性肯定不同。故B錯誤；軌跡2運動的電荷在運動過程中電場力先做正功后做負功，電勢能先減小后增大，而軌跡1運動的電荷在運動過程中電場力先做負功后做正功，電勢能先增大后減小，故C錯誤；A和B電勢相等，帶電粒子從A到B過程中末速度大小等于初速度大小，A和C電勢不相等，帶電粒子從A到C過程中末速度大小不等于初速度大小，而兩粒子的初速度的大小相同，所以經(jīng)過B、C兩點，兩粒子的速率不行能相等，故D正確。3．(2024·江蘇省贛榆高級中學高一下學期檢測)如圖，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為φM、φN、φp、φQ，一電子由M點分別到N點和P點的過程中，電場力所做的負功相等，則(B)A．直線a位于某一等勢面內，φM＞φQB．直線c位于某一等勢面內，φM＞φNC．若電子由M點運動到Q點，電場力做正功D．若電子由P點運動到Q點，電場力做負功解析：電子由M點分別到N點和P點的過程中，電場力做負功相等，則N、P兩點的電勢相等，d位于同一等勢面內，依據(jù)勻強電場等勢面分布狀況知，直線a不是同一等勢面，直線c位于某一等勢面內，且有φM＞φN故A錯誤，B正確；由上分析知，直線c位于某一等勢面內，M、Q兩點的電勢相等，若電子由M點運動到Q點電場力不做功，故C錯誤；所以電子由P點運動到Q點電場力做正功，故D錯誤。4．(2024·山東省試驗中學高三模擬)靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。a．請依據(jù)電場強度的定義和庫侖定律推導出點電荷Q的場強表達式；b．點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示，等勢面S1、S2到點電荷的距離分別為r1、r2。場強大小分別為E1、E2，我們知道，電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小，請計算S1、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/N2＝E1/E2。答案：a.E＝keq\f(Q,r2) B.eq\f(N1,N2)＝eq\f(r\o\al(2,2),r\o\al(2,1))＝E1/E2。解析：a.在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗電荷。依據(jù)庫侖定律可知，檢驗電荷受到的電場力F＝keq\f(Qq,r2)依據(jù)電場強度的定義E＝eq\f(F,q)得E＝keq\f(Q,r2)b．設從正電荷發(fā)出的電場線為N根在等勢面s1處的單位面積密度為N1＝eq\f(N,4πk\o\al(2,1))同理在等勢面s2處單位面積密度為N2＝eq\f(N,4πr\o\al(2,2))故eq\f(N1,N2)＝eq\f(r\o\al(2,2),r\o\al(2,