高中物理人教版1第一章静电场【区一等奖】

5．电势差(本栏目内容，在学生用书中分册装订！)1．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是()A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C．电势差是矢量，电场力做的功是标量D．电场中两点间的电势差等于电场力做功，电荷的电势能减小解析：电势差的大小由电场本身的因素决定，与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关，A项错．由WAB＝qUAB知，B项对．电势差、电场力做的功都是标量，C项错．电场中两点间的电势差等于单位电荷从一点移到另一点电场力所做的功，D项错．答案：B2．关于电场中的A、B两点，下列说法中正确的是()A．公式UAB＝eq\f(WAB,q)说明A、B两点间的电势差UAB与电场力做的功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．A、B两点间的电势差等于B、A两点间的电势差C．将1C的正电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，则两点间的电势差为1D．若电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，则电荷电势能的减小量就不再等于电场力所做的功解析：通过表格对各项进行分析：选项过程透析结论AA、B两点间的电势差是由电场自身的性质所决定的，与在这两点间移动的电荷的电量和电场力做的功WAB无关×BA、B两点间的电势差与B、A两点间的电势差大小相等，符号相反，即UAB＝－UBA×C由公式UAB＝eq\f(WAB,q)可以看出，A、B两点间的电势差在数值上等于将单位正电荷从A点移到B点电场力所做的功√D无论电荷在电场中是否受到其他力的作用，电势能的减小量都等于电场力做的功×答案：C3.如图所示，a、b是电场线上的两点，将一点电荷q从a点移到b点，电场力做功W，且知a、b间的距离为d，以下说法中正确的是()A．a、b两点间的电势差为eq\f(W,q)B．a点的电场强度为E＝eq\f(W,qd)C．b点的电场强度为E＝eq\f(W,qd)D．a点的电势为eq\f(W,q)解析：由W＝qU和U＝eq\f(W,q)，且a点的电势比b点的高，所以A项正确；由于不知该电场是否是匀强电场，电场力可能不为恒力，所以B项错，C项错；题中没有指明零电势点，所以D项错．答案：A4.电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为×10－8J，在B点的电势能为×10－8J．已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为×10－9C，A．该电荷为负电荷B．该电荷为正电荷C．A、B两点的电势差UAB＝VD．把电荷从A移到B，电场力做功为W＝J解析：A点的电势能大于B点的电势能，从A到B电场力做正功，所以该电荷一定为负电荷，且WAB＝EpA－EpB＝×10－8J－×10－8J＝×10－8J，故A项正确而D项错误；UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f×10－8,－×10－9)V＝－V，所以C选项错误．正确答案为A.答案：A5.右图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为J，电场力做的功为J．则下列说法正确的是()A．粒子带负电B．粒子在A点的电势能比在B点少JC．粒子在A点的机械能比在B点少JD．粒子在A点的动能比在B点多J解析：带电粒子从A点运动到B点，电场力做功，电场力竖直向上，粒子带正电，故A项错．电场力做功J，粒子电势能减少J，机械能增加J故B、C都错．合外力做功为－J，粒子动能减少J，故D项正确．答案：D6．如图所示的匀强电场场强为103N/C，ab平行于电场线，ab＝cd＝4cm，ac＝bd＝3A．a、b之间的电势差为40VB．a、c之间的电势差为50VC．将q＝－5×10－3C的点电荷沿矩形路径abdc移动一周，电场力做功是－D．将q＝－5×10－3C的点电荷沿abd从a移动到d，电场力做功是解析：由U＝Ed得Uab＝40V，故A正确；a、c在同一等势面上，Uac＝0，B错；移动一周W＝0，C错；Wad＝Wab＝40×(－5×10－3)J＝－J，故D错．答案：A7．静电场中，若带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点．若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷q/m为()\f(v\o\al(2,a)－v\o\al(2,b),φb－φa) \f(v\o\al(2,b)－v\o\al(2,a),φb－φa)\f(v\o\al(2,a)－v\o\al(2,b),2φb－φa) \f(v\o\al(2,b)－v\o\al(2,a),2φb－φa)解析：由电势差公式以及动能定理：W＝qUab＝q(φa－φb)＝eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,b)－veq\o\al(2,a))，可得比荷eq\f(q,m)＝eq\f(v\o\al(2,b)－v\o\al(2,a),2φa－φb).答案：C8.如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的3个可能轨道，取无穷远电子的电势能为零，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－eV，－eV，－eV，由于某种因素(如加热或光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，求：(1)a、b、c三点的电势大小；(2)a、b间，b、c间电势差的大小．解析：(1)由电势的定义得φa＝eq\f(Epa,q)＝eq\f(－eV,－e)＝Vφb＝eq\f(Epb,q)＝eq\f(－eV,－e)＝Vφc＝eq\f(Epc,q)＝eq\f(－eV,－e)＝V(2)Uab＝φa－φb＝－V＝VUbc＝φb－φc＝－V＝V.答案：(1)VVV(2)VV9.如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1<r2.(1)a、b两点哪点电势高？(2)将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？(3)若a、b两点间的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点是静电力对电荷做功还是电荷克服静电力做功？做功多少？解析：(1)由正点电荷的等势面特点可判断a点的电势较高．(2)由(1)可知φa>φb，Uab>0，当把负电荷从a点移到b点，Wab＝qUab<0，静电力做负功，电势能增加，负电荷在b点电势能较大．(3)若Uab＝100V，二价负离子电荷量q＝－2××10－19C，将该离子从a点移到Wab＝qUab＝－×10－17J即克服静电力做功×10－17J.答案：(1)a(2)b(3)克服静电力做功×10－17J10.一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中φa<φb<φc<φd，若不计粒子受的重力，可以确定()A．该粒子带正电B．该粒子带负电C．从J到K粒子的电势能增加D．粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变解析：题中已知电场中的一簇等势面，并且知道各等势面电势的高低，可知电场线与等势面垂直，且指向左．由粒子运动的轨迹知，粒子所受电场力的方向与电场线方向相反，所以粒子带负电，A错，B对；粒子从J到K运动过程中，电场力做正功，所以电势能减小．C错；只有电场力做功，动能与电势能之和保持不变，D对．答案：BD11.如图甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图乙所示．以下说法正确的是()A．A、B两点的电场强度EA＞EBB．电子在A、B两点的速度vA＜vBC．A、B两点的电势φA＞φBD．电子在A、B两点的电势能EpA＜EpB解析：考查电势、电势差、电场强度、电势能等基本概念．由题图可知，电势越来越小，且变化率越来越小，即电势随距A点的距离变化越来越慢，由电场强度与电势差的关系可知，电场强度越来越小，A、C对；电子带负电荷，受到电场力做的功WAB＝eUAB＜0，故电场力做负功，电势能增加，动能减小，速度减小，EpA＜EpB，B错D对．答案：ACD12.如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是()A．A点电势大于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能解析：由于电场力做负功，Q应带负电荷，由负点电荷产生电场的电场线的分布规律可判断出φB>φA，故A项错误；由E＝keq\f(Q,r2)，r不相等，所以EA≠EB，B项错误；由φA＝eq\f(WA→∞,q1)、φB＝eq\f(WB→∞,q2)，因为WA→∞＝WB→∞，φA<φB<0，所以eq\f(1,q1)>eq\f(1,q2)，即q1<q2，故C项正确；由于克服电场力做功相等，且无穷远处电势能为零，得q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能，故D项错误．答案：C13.如图所示，质量为m，带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB＝2v0，方向与电场的方向一致．则：(1)小球沿竖直方向做什么运动？B点的竖直高度h为多大？(2)A、B两点间电势差为多大？解析：(1)粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有2gh＝veq\o\al(2,0)所以h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)(2)由A到B过程中，静电