【學(xué)練考】2021-2022學(xué)年高二人教版物理選修3-1練習(xí)冊：1.5-電勢差-

5電勢差學(xué)問點(diǎn)一電勢差與靜電力做功的關(guān)系1．下列關(guān)于電勢差的說法中正確的是()A．兩點(diǎn)間的電勢差等于將電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時靜電力所做的功B．將1C的電荷從電場中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，假如靜電力做了1J的功，那么這兩點(diǎn)間的電勢差就是1C．在兩點(diǎn)間移動電荷時，靜電力做功的多少跟這兩點(diǎn)間的電勢差無關(guān)D．兩點(diǎn)間電勢差的大小跟放入這兩點(diǎn)間的電荷所帶的電荷量成反比2．(多選)若在某電場中將5.0×10－8C的正電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功6.0×10－3JA．A、B兩點(diǎn)間的電勢差是1.2×105VB．A、B兩點(diǎn)間的電勢差是3.0×10－10VC．若在A、B兩點(diǎn)間移動2.5×10－8C的正電荷，則靜電力做功3.0×10－3D．若在A、B兩點(diǎn)間移動1.0×10－7C的正電荷，則靜電力做功3.0×10－17學(xué)問點(diǎn)二電勢差、電勢能、靜電力做功的計(jì)算3．在電場中a、b兩點(diǎn)間的電勢差為Uab＝1V，將一電子從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電子克服靜電力做的功為1eV，則()A．場強(qiáng)方向肯定是由b指向aB．場強(qiáng)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1eV4．如圖L1-5-1所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，虛線表示等勢線，兩個帶負(fù)電的摸索電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，將q1、q2分別移動到無窮遠(yuǎn)的過程中，靜電力對兩電荷做了相等的正功，則()圖L1-5-1A．A點(diǎn)的電勢肯定高于B點(diǎn)的電勢B．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C．q1所帶電荷量肯定小于q2所帶電荷量D．q1在A點(diǎn)的電勢能肯定大于q2在B點(diǎn)的電勢能5．一個帶正電的質(zhì)點(diǎn)所帶的電荷量q＝2.0×10－9C，在靜電場中由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，在這個過程中，除靜電力外，其他力做的正功為6.0×10－5J，質(zhì)點(diǎn)的動能增加了8.0×10－5JA．3×104VB．1×104VC．4×104VD．7×104V學(xué)問點(diǎn)三等勢面的應(yīng)用6．如圖L1-5-2所示的點(diǎn)電荷電場中，將摸索電荷從A點(diǎn)分別移到以點(diǎn)電荷為中心的同一圓周上的B、C、D、E各點(diǎn)，則靜電力做的功()圖L1-5-2A．從A到B做功最多 B．從A到C做功最多C．從A到E做功最多 D．做功一樣多7．如圖L1-5-3所示，a、b和c表示電場中的三個等勢面，a和c的電勢分別為U和eq\f(1,5)U，a、b的電勢差等于b、c的電勢差．一帶電粒子從等勢面a上某處以速度v釋放后，僅受靜電力作用而運(yùn)動，經(jīng)過等勢面c時的速率為2v，則它經(jīng)過等勢面b時的速率為()圖L1-5-3A.eq\r(2)vB.eq\r(\f(5,2))vC.eq\r(\f(3,2))vD．1.5v8．如圖L1-5-4所示，實(shí)線為勻強(qiáng)電場中的電場線，虛線為等勢面，且相鄰等勢面間的電勢差相等．一個正電荷在等勢面A處的動能為20J，運(yùn)動到等勢面C處時的動能為零．現(xiàn)取B等勢面為零電勢能面，則當(dāng)此電荷的電勢能為2J時，其動能是________J．(不計(jì)重力和空氣阻力)圖L1-5-49．如圖L1-5-5所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(重力不行忽視)，以初速度v0從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場中，粒子通過電場中B點(diǎn)時，速率vB＝2v0，方向與電場的方向全都，重力加速度為g，則A、B兩點(diǎn)的電勢差為()圖L1-5-5A.eq\f(mveq\o\al(2,0),2q)B.eq\f(3mveq\o\al(2,0),q)C.eq\f(2mveq\o\al(2,0),q)D.eq\f(3mveq\o\al(2,0),2q)10．在光滑的絕緣水平面上，相隔2L的A、B兩點(diǎn)固定有兩個電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷，a、O、b是A、B連線上的三點(diǎn)，O為中點(diǎn)，Oa＝Ob＝eq\f(L,2).一質(zhì)量為m、電荷量為q的摸索電荷以初速度v0從a點(diǎn)動身沿A、B連線向B運(yùn)動，在運(yùn)動過程中，除靜電力外，摸索電荷受到一個大小恒定的阻力作用，當(dāng)它運(yùn)動到O點(diǎn)時，動能為初動能的n倍，到b點(diǎn)時速度剛好為零．已知靜電力常量為k，設(shè)O處電勢為零，求：(1)a點(diǎn)的場強(qiáng)大??；(2)恒定阻力的大??；(3)a點(diǎn)的電勢．圖L1-5-611．為使帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在勻強(qiáng)電場中沿直線勻速地由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，必需對該電荷施加一個恒力F，如圖L1-5-7所示．已知AB＝0.4m，α＝37°，q＝－3×10－7C，F(xiàn)＝1.5×10－4N，A點(diǎn)的電勢φA＝100V，cos37°(1)在圖中用箭頭標(biāo)出電場線的方向，用虛線畫出通過A、B兩點(diǎn)的等勢線，并標(biāo)明它們的電勢．(2)求q在由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中電勢能的變化量．圖L1-5-7

5電勢差1．B[解析]依據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)知，兩點(diǎn)間的電勢差等于在兩點(diǎn)間移動單位正電荷時靜電力所做的功，與移動的電荷所帶的電荷量及放不放電荷無關(guān)，故選項(xiàng)A、D錯誤，選項(xiàng)B正確；靜電力做的功WAB＝qUAB，即靜電力做的功除與兩點(diǎn)間的電勢差有關(guān)外，還與移動的電荷所帶的電荷量有關(guān)，所以選項(xiàng)C錯誤．2．AC[解析]由公式W＝qU可得，電勢差U＝eq\f(W1,q1)＝eq\f(6.0×10－3,5.0×10－8)V＝1.2×105V，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯誤；若移動2.5×10－8C的正電荷，靜電力做功W2＝q2U＝2.5×10－8×1.2×105J＝3.0×10－3J，選項(xiàng)C正確；若移動1.0×10－7C的正電荷，靜電力做功W3＝q3U＝1.0×10－7×1.2×105J＝1.2×10－2J，選項(xiàng)D錯誤．3．C[解析]靜電力對電子做負(fù)功，所以a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢，但場強(qiáng)方向不肯定由a指向b，選項(xiàng)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(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯誤．4．C[解析]靜電力做正功，則點(diǎn)電荷Q帶負(fù)電，由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式E＝keq\f(Q,r2)可知EA>EB，選項(xiàng)B錯誤；電場線由高電勢指向低電勢，則φA<φB，選項(xiàng)A錯誤；靜電力對兩電荷做了相等的正功，電勢能變化相同，則q1在A點(diǎn)的電勢能等于q2在B點(diǎn)的電勢能，且|q1φA|＝|q2φB|，q1所帶電荷量肯定小于q2所帶電荷量，選項(xiàng)D錯誤，C正確．5．B[解析]由動能定理，WF＋qUab＝ΔEk，則Uab＝1×104V，選項(xiàng)B正確．6．D[解析]點(diǎn)電荷的等勢面為同心球面，故B、C、D、E點(diǎn)位于同一等勢面上，故UAB＝UAC＝UAD＝UAE，將同一摸索電荷從A點(diǎn)分別移到B、C、D、E各點(diǎn)時，由功的計(jì)算公式W＝qU可得靜電力做的功相同，選項(xiàng)D正確．7．B[解析]粒子從等勢面a到等勢面c，由動能定理，有qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(U－\f(U,5)))＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2，粒子從等勢面a到等勢面b，同理qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(U－\f(3U,5)))＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,b)－eq\f(1,2)mv2，聯(lián)立解得vb＝eq\r(\f(5,2))v，選項(xiàng)B正確．8．8[解析]設(shè)A、B、C相鄰兩等勢面間的電勢差為－U.從A到C由動能定理得q·2U＝20J，所以qU＝10J，當(dāng)取B等勢面為零電勢面時，電荷在A處的電勢能為－10J，由能量守恒定律可知，20J＋(－10J)＝2J＋Ek，解得Ek＝8J，即電荷的電勢能為2J時，其動能為8J.9．C[解析]粒子在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動，則有2gh＝veq\o\al(2,0)靜電力做正功，重力做負(fù)功，則依據(jù)動能定理，有Uq－mgh＝2mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得A、B兩點(diǎn)間的電勢差為eq\f(2mveq\o\al(2,0),q)，C正確．10．(1)eq\f(32kQ,9L2)(2)eq\f(mveq\o\al(2,0),2L)(3)eq\f(1,2q)(n－eq\f(1,2))mveq\o\al(2,0)[解析](1)由電場的疊加，a點(diǎn)的場強(qiáng)Ea＝keq\f(Q,（\f(L,2)）2)－keq\f(Q,（\f(3L,2)）2)＝eq\f(32kQ,9L2).(2)從a到b，由動能定理－f·L＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，可求出f＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2L).(3)從a到O，由動能定理，有n·eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝(φa－0)q－f·eq\f(1,2)L則φa＝eq\f(1,2q)(nmveq\o\al(2,0)－mveq\o\al(2,0)＋fL)＝eq\f(1,2q)(n－eq\f(1,2))mveq\o\al(2,0).11．(1)如圖所示(2)增加了4.8×10－5J[解析](1)電荷由A點(diǎn)勻速運(yùn)動到B點(diǎn)，說明電荷受到的靜電力與恒力F是一對平衡力，等大反向，又由于是負(fù)電荷，所以靜電力跟場強(qiáng)方向相反，可以推斷出場強(qiáng)與F同向．再依據(jù)電場線與等勢面垂直，可畫出過A、B兩點(diǎn)的等勢線，如圖所示．要求B點(diǎn)的電勢和由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中電荷的電勢能的變化量，就要先求出q在由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中靜電力所做