【名師一號】2020-2021學年新課標版物理選修3-1-第一章靜電場雙基限時練5

雙基限時練(五)電勢差1．一電荷量為＋2×10－8C的點電荷在外力作用下，從靜電場中的a點運動到b點，在這個過程中電場力對點電荷做功為8×10－6J，若a點電勢為φa，b點電勢為φA．可以判定φa－φb＝400VB．可以判定φa－φb＝－400VC.φa－φb可能等于零D．不行能推斷φa－φb的值解析應用φa－φb＝eq\f(Wab,q)可求得．答案A2．如圖所示，三個同心圓是以點電荷Q為圓心的等勢面，相鄰等勢面的電勢差相等，則下列說法正確的是()A．一個點電荷＋q在B點所受的電場力比在A點的大B．一個點電荷＋q在B點具有的電勢能比在A點的小C．將同一個電荷由B點移到D點電場力做的功比由C點移到A點多D．將電荷＋q由B點移到C點，電場力做正功解析點電荷電場中，離點電荷越近場強越大，所以EA>EB，點電荷＋q在A點受的電場力比在B點受的電場力大，故A選項錯誤．從B向A移動＋q，電場力做正功，電勢能減小，即＋q在B點電勢能比在A點大，故B選項錯誤．從B到D移動電荷量為＋q的電荷，靜電力做功WBD＝qUBD，從C到A所做的功是WCA＝qUCA，由于UBD＝UCA，故WBD＝WCA，即C選項錯誤．從B到C移動＋q，電場力應做正功，D選項正確．答案D3．對于電場中A、B兩點，下列說法正確的是()A．電勢差的定義式UAB＝eq\f(WAB,q)，說明兩點間的電勢差UAB與電場力做功WAB成正比，與移動電荷的電荷量q成反比B.A、B兩點間的電勢差等于將正電荷從A點移到B點電場力所做的功C．將1C電荷從A點移到B點，電場力做1J的功，這兩點間的電勢差為1D．電荷由A點移到B點的過程中，除受電場力外，還受其他力的作用，電荷電勢能的變化就不再等于電場力所做的功解析依據電勢差的定義，電場中兩點間的電勢差等于將單位正電荷從一點移到另一點電場力所做的功，僅由電場及兩點位置打算，與移動的電荷量及做功的多少無關，即U＝eq\f(W,q)也是比值定義式，所以A、B選項錯誤，C選項正確．電勢能的變化唯一打算于電場力做的功，與其他力是否做功，做多少功都沒有關系，D選項錯誤．答案C4.如圖，三個等勢面上有a、b、c、d四點，若將一正電荷由c經a移到d點，電場力做正功W1；若由c經b移到d點，電場力做正功W2.則W1與W2，c、d兩點電勢φc、φd關系為()A．W1>W2，φc>φdB．W1<W2，φc<φdC．W1＝W2，φc<φdD．W1＝W2，φc>φd解析c→a→d：W1＝qUcd>0，由于q>0，所以Ucd>0，即φc>φd.c→b→d：W2＝qUcd，所以W1＝W2，故D正確．答案D5．一個帶正電的質點，電荷量q＝2.0×10－9C，在靜電場中由a點移到b點，在此過程中，除電場力外，其他力做功為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UA．3.0×104V B．1.0×104VC．4.0×104V D．7.0×104V解析依據動能定理qUab＋W其他＝ΔEk，得qUab＝ΔEk－W其他＝8.0×10－5J－6.0×10－5J＝2.0×10－5J，解得Uab＝1.0×104V，故選項B正確．答案B6．如圖所示的點電荷電場中，將檢驗電荷從A點分別移到以點電荷為中心的同一圓周上的B、C、D、E各點，則電場力做功()A．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．做功一樣多解析以點電荷為圓心的圓周上的各點電勢相等，所以UAB＝UAC＝UAD＝UAE.依據W＝qU可知，將檢驗電荷從A移到B、C、D、E各點電場力做功一樣多，選項D正確．答案D7．如圖所示，實線表示一簇關于x軸對稱的等勢面，在軸上有A、B兩點，則以下說法正確的是()A．A點場強小于B點場強B．A點場強方向指向x軸負方向C．A點場強大于B點場強D．A點電勢高于B點電勢解析由電場線與等勢面的關系可知電場線肯定與等勢面垂直，且從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面，作出相對應的電場線分布，如圖所示，則可知A、B兩點處的場強方向應與x軸同向，由電場線的疏密可知，A點處的場強EA小于B點處的場強EB，故正確答案為A、D選項．答案AD8.如圖所示，圓弧虛線表示正點電荷電場的等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等．光滑絕緣直桿沿電場方向水平放置并固定不動，桿上套有一帶正電的小滑塊(可視為質點)，滑塊通過絕緣輕彈簧與固定點O相連，并以某一初速度從M點運動到N點，OM<ON.若滑塊在M、N時彈簧的彈力大小相等，彈簧始終在彈性限度內，則()A．滑塊從M到N的過程中，速度可能始終增大B．滑塊從位置1到2的過程中，電場力做的功比從位置3到4的小C．在M、N之間的范圍內，可能存在滑塊速度相同的兩個位置D．在M、N之間可能存在只由電場力確定滑塊加速度大小的三個位置解析由于OM<ON，且在M、N兩處彈簧彈力相等，可知在M處彈簧處于壓縮狀態(tài)，在N處彈簧處于拉伸狀態(tài)，滑塊從M到N的過程中，電場力對滑塊做正功，而彈簧的彈性勢能先增大，再減小，然后再增大，滑塊在電場力和彈簧彈力共同作用下速度可能始終增加，A選項正確；由W＝qU，可知滑塊從1到2與從3到4電場力做功相等，B選項錯誤；由動能定理可得電場力做正功和彈簧做的負功相等，則動能不變，所以在M、N之間有可能存在滑塊速度相同的兩個位置，C選項正確；當彈簧處于原長時，彈力為零，滑塊僅受電場力，此時滑塊的加速度僅由電場力打算，當彈簧與直線垂直時，彈力在豎直方向上，滑塊的加速度僅由電場力打算，故對應的位置有兩處，D選項錯誤．答案AC9．如圖所示，三條平行等距的直線表示電場中的三個等勢面，電勢值分別為10V、20V、30V，實線是一帶負電的粒子(不計重力)在該區(qū)域內的運動軌跡，對于這軌道上的a、b、c三點來說()A．粒子必先過a，再到b，然后到cB．粒子在三點所受的合力Fa＝Fb＝FcC．粒子在三點的動能大小為Ekb>Eka<EkcD．粒子在三點的電勢能大小為Epb>Epa>Epc解析該電場中的等勢線為均勻分布且平行的直線，可知該電場為勻強電場，電場線的方向是由高電勢指向低電勢，且垂直等勢線，帶負電的粒子所受電場力與電場線方向相反，由做曲線運動的條件可知，粒子亦可先過c點，經b點再到a點，選項A錯誤；粒子在勻強電場中受到電場力為恒定外力，故選項B正確；粒子在該勻強電場中運動過程中，電勢能和動能的總和保持不變，帶負電的粒子在c點時的電勢能最小，在b點的電勢能最大，故Ekc>Eka>Ekb、Epb>Epa>Epc，故選項D正確，選項C錯誤．答案BD10．如圖所示，一個帶負電的油滴以初速度v0從P點斜向上進入水平方向的勻強電場中，若油滴到達最高點的速度大小仍為v0，則油滴的最高點的位置是()A．在P點左上方 B．在P點右上方C．在P點正上方 D．上述狀況都可能解析油滴從開頭運動至到達最高點的過程中，由動能定理得WG＋WE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝0，而此過程中重力做負功，即WG<0，所以電場力做正功，即WE>0.而帶負電的油滴在運動中電場力做正功，所以最高點必在P點的左上方，故選項A正確．答案A11.如圖所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a與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點的電勢能解析本題考查點電荷的場強和電勢分布規(guī)律及移動電荷電場力做功與電勢能的關系，意在考查考生對等量異種點電荷電場的生疏程度及電場力做功與電勢能變化的把握．兩點電荷連線上的中點是連線上場強最小的點同時也是中垂線上場強最大的點，所在d點場強大于b點場強，B選項正確，A選項錯；依據電場線分布的對稱性，可知C選項正確；正摸索電荷在電勢高的地方電勢能大，D選項錯．答案BC12．在電場中把一個電荷量為6×10－6C的負電荷從A點移到B點，克服電場力做功3×10－5J，再將電荷從B點移到C點，電場力做功1.2×10－5解析這是一個直接應用電勢差的定義式計算的題目，解題的關鍵是留意電場力的功、電荷、電勢差正負值之間的關系，如把這三個量值及其正、負號都代入，結果是統(tǒng)一的．依據電場力做功和電勢差的關系，得UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－3×10－5,－6×10－6)V＝5VUBC＝eq\f(WBC,q)＝eq\f(1.2×10－5,－6×10－6)V＝－2V所以UAC＝UAB＋UBC＝5V＋(－2V)＝3V答案5V－2V3V13．有一個帶電荷量q＝3×10－6C的點電荷，從某電場中的A點移到B點，電荷克服電場力做6×10－4J的功，從B點移到C點電場力對電荷做功9×10－4解析由題意，知WAB＝－6×10－4J所以UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－6×10－4,3×10－6)V＝－200V又因WBC＝9×10－4J所以UBC＝eq\f(WBC,q)＝eq\f(9×10－4,3×10－6)V＝300VUAC＝φA－φC＝(φA－φB)＋(φB－φC)＝UAB＋UBC＝100V即A點電勢比C點高100V.答案100VA點較高14.如圖所示，光滑絕緣桿豎直放置，它與以正點電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點，質量為m、帶電荷量為－q的有孔小球從桿上A點無初速下滑，已知q?Q，AB＝h，小球滑到B點時速度大小為eq\r(3gh)，則小球從A運動到B的過程中，求：(1)電場力所做功W；(2)A、C兩點間的電勢差UAC.解析依據