2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場5電勢差課時作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE7課時作業(yè)5電勢差時間：45分鐘一、單項選擇題1．一個帶正電的質(zhì)點，電荷量q＝2.0×10－9C，在靜電場中由A點移動到B點，在這過程中除電場力外，其他力做的功為6.0×10－5J，質(zhì)點的動能增加了8.0×10－5J，則A、B兩點間的電勢差UAB為(A)A．1×104VB．－1×104VC．4×104VD．－7×104V解析：由題意得，質(zhì)點所受合外力做的功等于質(zhì)點動能的增量，等于8.0×10－5J，又因為其他力做的功為6.0×10－5J，所以，電場力對質(zhì)點做功為2.0×10－5J．依據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，可得UAB＝1×104V，A正確．2.如圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為零．一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經(jīng)過a、b點時的動能分別為26eV和5eV.當(dāng)這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變?yōu)椋?eV，它的動能應(yīng)為(C)A．8eV B．13eVC．20eV D．34eV解析：等勢面3的電勢為零，則點電荷電勢能也為零．由于兩相鄰等勢面的電勢差相等，又知Eka>Ekb，則a點的電勢能可表示為－2qU(U為相鄰兩等勢面的電勢差)，b點的電勢能可表示為qU.由于總的能量守恒，則有：Eka＋(－2qU)＝Ekb＋qU，即26eV－2qU＝5eV＋qU，解得qU＝7eV，則總能量為7eV＋5eV＝12eV，當(dāng)電勢能為－8eV，動能Ek＝12eV－(－8)eV＝20eV.3.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(D)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，因為UBD＝UCA，故WBD＝WCA，即C選項錯誤．從B到C移動＋q，電場力應(yīng)做正功，D選項正確．4.如圖，三個等勢面上有a、b、c、d四點，若將一正電荷由c經(jīng)a移到d點，電場力做正功W1；若由c經(jīng)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(guān)系為(D)A．W1>W2，φc>φd B．W1<W2，φc<φdC．W1＝W2，φc<φd D．W1＝W2，φc>φd解析：c→a→d：W1＝qUcd>0，因為q>0，所以Ucd>0，即φc>φd.c→b→d：W2＝qUcd，所以W1＝W2，故D正確．5.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(D)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(jù)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．6.某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點，電場線、粒子在A點的初速度及運動軌跡如圖所示，可以判定(B)A．粒子在A點的加速度大于它在B點的加速度B．粒子在A點的動能小于它在B點的動能C．粒子在A點的電勢能小于它在B點的電勢能D．電場中A點的電勢低于B點的電勢解析：由電場線的指向可知A點電勢高于B點電勢；由電場線的疏密程度可知粒子在A點受的電場力小于B點，故粒子在A點的加速度小于B點的加速度；由運動軌跡的彎曲方向知粒子在運動過程中，電場力對其做正功，故其動能增加，電勢能減?。C上知：只有選項B正確．7．對于電場中A、B兩點，下列說法正確的是(C)A．電勢差的定義式UAB＝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1VD．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，電荷電勢能的改變就不再等于電場力所做的功解析：依據(jù)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確定，與移動的電荷量及做功的多少無關(guān)，即U＝W/q也是比值定義式，所以A、B選項錯誤，C選項正確．電勢能的改變唯一確定于電場力做的功，與其他力是否做功，做多少功都沒有關(guān)系，D選項錯誤．二、多項選擇題8.如圖所示，實線表示一簇關(guān)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(AD)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(guān)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(yīng)的電場線分布，如圖中虛線所示，則可知A、B兩點處的場強方向應(yīng)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．9.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(zhì)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(nèi)，則(AC)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(nèi)，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(dāng)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確定，當(dāng)彈簧與直桿垂直時，彈力在豎直方向上，滑塊的加速度僅由電場力確定，故對應(yīng)的位置有兩處，D選項錯誤．10．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(nèi)的運動軌跡，對于這軌道上的a、b、c三點來說(BD)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勻稱分布且平行的直線，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(jīng)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．三、非選擇題11.如圖所示，把電量為－5×10－9C的電荷，從電場中的A點移到B點，其電勢能增大(選填“增大”“減小”或“不變”)；若A點的電勢UA＝15V，B點的電勢UB＝10V，則此過程中電場力做的功為－2.5×10－8J.解析：負電荷受的電場力方向逆著電場線的方向，電荷從A點移到B點的過程中，電場力對其做負功，電勢能增大；電場力做功WAB＝qUAB＝(－5×10－9)×(15－10)J＝－2.5×10－8J.12．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1.2×10－5J，求A與B、B與C、A與C間的電勢差．答案：5V－2V3V解析：這是一個干脆應(yīng)用電勢差的定義式計算的題目，解題的關(guān)鍵是留意電場力的功、電荷、電勢差正負值之間的關(guān)系，如把這三個量值及其正、負號都代入，結(jié)果是統(tǒng)一的．依據(jù)電場力做功和電勢差的關(guān)系，得UAB＝WAB/q＝eq\f(－3×10－5,－6×10－6)V＝5VUBC＝WBC/q＝eq\f(1.2×10－5,－6×10－6)V＝－2V所以UAC＝UAB＋UBC＝5V＋(－2V)＝3V.13．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