2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場(chǎng)課時(shí)提升作業(yè)五1.5電勢(shì)差新人教版選修3-1

PAGEPAGE1課時(shí)提升作業(yè)五電勢(shì)差(20分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每小題7分，共28分)1.一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中，靜電力做功為零，則 ()A.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定相等B.作用于該點(diǎn)電荷的靜電力與其移動(dòng)方向總是垂直的C.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為零D.點(diǎn)電荷肯定沿直線(xiàn)從A點(diǎn)移到B點(diǎn)【解析】選C。由公式WAB=qUAB可知，若WAB=0，則肯定是UAB=0，選項(xiàng)C正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示為某靜電場(chǎng)等勢(shì)面的分布，電荷量為1.6×10-9C的正點(diǎn)電荷從A經(jīng)B、C到達(dá)D點(diǎn)，則從A至D，電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功為 ()A.4.8×10-8JB.-4.8×10-8JC.8.0×10-8JD.-8.0×10-8J【解析】選B。UAD=φA-φD=-40-(-10)V=-30V。所以WAD=qUAD=1.6×10-9×(-30)J=-4.8×10-8J。2.在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中有一點(diǎn)A，當(dāng)一個(gè)-q的摸索電荷從電場(chǎng)的無(wú)限遠(yuǎn)處被移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)，靜電力做的功為W，則摸索電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能及電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)分別為 ()A.EpA=-W，φA=Wq B.EpC.EpA=W，φA=Wq D.Ep【解析】選A。依題意，-q的檢驗(yàn)電荷從電場(chǎng)的無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的功為W，則電荷的電勢(shì)能減小W，無(wú)限遠(yuǎn)處電荷的電勢(shì)能為零，則電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為EpA=-W，A點(diǎn)的電勢(shì)φA=EpA-q=Wq3.如圖所示，實(shí)線(xiàn)為電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)為等勢(shì)面，相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。一個(gè)正電荷在等勢(shì)面L3處的動(dòng)能為20J，運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面L1處時(shí)動(dòng)能為零；現(xiàn)取L2為零電勢(shì)參考平面，則當(dāng)此電荷的電勢(shì)能為4J時(shí)，它的動(dòng)能為(不計(jì)重力及空氣阻力) ()A.16JB.10JC.6JD.4J【解析】選C。正電荷在電場(chǎng)中只受靜電力的作用，在L3等勢(shì)面時(shí)，動(dòng)能為20J，運(yùn)動(dòng)到L2等勢(shì)面時(shí)其動(dòng)能肯定是10J，此時(shí)電勢(shì)能為零，此正電荷動(dòng)能和電勢(shì)能總和為10J。當(dāng)它的電勢(shì)能為4J時(shí)，動(dòng)能為6J，選項(xiàng)C正確。4.(多選)如圖所示，M、N是電場(chǎng)中某一條電場(chǎng)線(xiàn)上的兩點(diǎn)，若負(fù)電荷由M移到N時(shí)，電荷克服靜電力做功，下列說(shuō)法中不正確的是 ()A.M點(diǎn)和N點(diǎn)之間肯定有電勢(shì)差B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.電場(chǎng)線(xiàn)的方向從M指向ND.M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)【解析】選A、C、D。負(fù)電荷從M移到N時(shí)，電荷克服靜電力做功，則負(fù)電荷所受的靜電力的方向是從N到M，則電場(chǎng)線(xiàn)的方向?yàn)橛蒑指向N。推斷知選項(xiàng)A、C、D正確，B錯(cuò)誤。二、非選擇題(22分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)5.如圖所示，Q為固定的正點(diǎn)電荷，A、B兩點(diǎn)在Q的正上方與Q相距分別為h和0.25h，將另一點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱恪Ｈ舸穗姾稍贏點(diǎn)處的加速度大小為34g，試求(1)此電荷在B點(diǎn)處的加速度。(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(用Q和h表示)?！窘馕觥?1)這一電荷必為正電荷，設(shè)其電荷量為q，由牛頓其次定律知，在A點(diǎn)時(shí)mg-kQqh2=m·3在B點(diǎn)時(shí)kQq(0.25h解得aB=3g，方向豎直向上，q=mgh(2)從A到B過(guò)程，由動(dòng)能定理mg(h-0.25h)+qUAB=0，故UAB=-3kQh答案：(1)3g，方向豎直向上(2)-3kQ【實(shí)力挑戰(zhàn)區(qū)】1.(多選)一帶正電的檢驗(yàn)電荷，僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸從x=-∞向x=+∞運(yùn)動(dòng)，其速度v隨位置x改變的圖象如圖所示，x=x1和x=-x1處，圖線(xiàn)切線(xiàn)的斜率肯定值相等且最大，則在x軸上 ()A.x=x1和x=-x1兩處，電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.x=x1和x=-x1兩處，電場(chǎng)強(qiáng)度最大C.x=0處電勢(shì)最低D.從x=x1運(yùn)動(dòng)到x=+∞過(guò)程中，電荷的電勢(shì)能漸漸減小【解析】選B、D。正檢驗(yàn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸從x=-∞向x=+∞運(yùn)動(dòng)，速度先減小后增大，所受的電場(chǎng)力先沿-x軸方向，后沿+x軸方向，電場(chǎng)線(xiàn)方向先沿-x軸方向，后沿+x軸方向，則知x=x1和x=-x1兩處，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反，電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤；由v-t圖象的斜率確定電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，x=x1和x=-x1兩處斜率最大，則電場(chǎng)強(qiáng)度最大，故B正確；由上知，電場(chǎng)線(xiàn)方向先沿-x軸方向，后沿+x軸方向，依據(jù)順著電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低可知，電勢(shì)先上升后降低，則x=0處電勢(shì)最高，故C錯(cuò)誤；從x=x1運(yùn)動(dòng)到x=+∞過(guò)程中，電場(chǎng)力沿+x軸方向，則電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能漸漸減小，故D正確?！究偨Y(jié)提升】等量電荷問(wèn)題中的圖象(1)兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷位于垂直于x軸的連線(xiàn)上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布，選無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)φ的改變規(guī)律如圖所示。(2)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布，x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)φ的改變規(guī)律如圖所示?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其v-t圖象如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是 ()A.A處的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定大于B處的電場(chǎng)強(qiáng)度B.粒子在A處的電勢(shì)能肯定大于在B處的電勢(shì)能C.C、D間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都為零D.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于C、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差【解析】選A、B。由圖知粒子在A處的加速度大于在B處的加速度，因a=qEm，所以EA>EB，A對(duì)；粒子從A到B動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理知電場(chǎng)力必做正功，電勢(shì)能必減小，B對(duì)；同理由動(dòng)能定理可知A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，UAB=UCB，D錯(cuò)；僅受電場(chǎng)力作用的粒子在C、D間做勻速運(yùn)動(dòng)，所以C、D間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度均為零，但電勢(shì)是相對(duì)于零勢(shì)點(diǎn)而言的，可以不為零，C2.如圖所示，虛線(xiàn)方框內(nèi)為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B、C為該電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，已知φA=12V，φB=6V，φC=-6V，試在方框內(nèi)作出該電場(chǎng)示意圖(即畫(huà)出幾條電場(chǎng)線(xiàn))，要保留作圖時(shí)所用的協(xié)助線(xiàn)。若將一個(gè)電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做多少電子伏特的功？【解析】由于是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故AC連線(xiàn)上等間距的點(diǎn)其電勢(shì)差相等，故AC連線(xiàn)三等分點(diǎn)之一D點(diǎn)與B點(diǎn)等勢(shì)，BD連線(xiàn)組成等勢(shì)面，電場(chǎng)線(xiàn)與BD垂直，且指向電勢(shì)降低的方向(如圖所示)。W=qUAB=-e(φA-φB)=-6eV.答案：圖見(jiàn)解析-6eV2.某次發(fā)生雷電時(shí)，兩塊云間的電勢(shì)差為109V，從一塊云移至另一塊云的電荷量為