2019高考物理选修3-1专题练习-电势差(含解析).doc

2019高考物理选修3-1专题练习-电势差（含解析）一、单选题1.如图所示为某静电场中一区域内的等势线，相邻等势线的电势差相等。某时刻一带电荷量为+q的粒子经过a点（速度方向如图所示），此后的一小段时间内粒子做减速运动。不计粒子重力，a、b两点的电场强度大小分别为 和 ，电势分别为 和 ，则下列关系正确的是（ ）A.、 B.、 C.、 D.、 2.如图所示，虚线是某一静电场的一簇等势线及其电势值，一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到B点，则下列判断正确的是（ ）A.该粒子带负电B.A点的场强大于B点的场强C.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能D.粒子在A点的动能小于在B点的动能3.如图，在等量异号两点电荷连线的中垂线上A、B两点，A点的电场EA ， 电势A ， B点的电场EB ， 电势B 对EA、EB；A、B比较，有（ ）A.EAEB ABB.EAEB A=BC.EA=EB ABD.EA=EB A=B4.如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0 ， 从A点竖直向上射入真空中的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A，B两点的电势差为：（ ）A.B.C.D.5.对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（ ） A.电势差的定义式UAB ，说明两点间的电势差UAB与静电力做功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将正电荷从A点移到B点静电力所做的功C.将1 C电荷从A点移到B点，静电力做1 J的功，这两点间的电势差为1 VD.电荷由A点移到B点的过程中，除受静电力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功6.如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DEEF。K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面。一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则（ ）A.|Wab|Wbc|B.|Wab|Wbc|C.粒子由a点到b点，动能减少D.a点的电势较b点的电势低7.设电荷只受电场力的作用，则下列说法正确的是() A.负电荷只能朝着电势能减小的地方运动B.正电荷只能朝着电势低的地方运动C.初速度为零的负电荷一定朝着电势能增大的地方运动D.初速度为零的正电荷一定朝着电势降低的地方运动8.电荷Q在电场中某两点间移动时，电场力做功W，由此可算出两点间的电势差为U；若让电量为2Q的电荷在电场中的这两点间移动则（） A.电场力做功仍为WB.电场力做功C.两点间的电势差仍为UD.两点间的电势差为9.如图所示，a、b和c表示电场中的三个等势面，a和c的电势分别为和 ， a、b的电势差等于b、c的电势差一带电粒子从等势面a上某处以速度v释放后，仅受电场力作用而运动，经过等势面c时的速率为2v ， 则它经过等势面b时的速率为()A.B.C.D.1.5v10.铅蓄电池的电动势为2 V，这表示（） A.电路中每通过1C电荷量，电源把2 J的电能转变为化学能B.蓄电池两极间的电压为2VC.蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）的大11.空间中P，Q两点处各固定一个点电荷，其中P点放+q电荷，P，Q两点附近电场的等势面分布如图，a、b、c、d为电场中的4个点则（ ）A.c点的电势高于d点的电势B.P，Q两点处为同种电荷C.负电荷从b到c，电势能增大D.Q点处为负电荷，电量多少无法判断12.在点电荷 Q形成的电场中有一点A，当一个q的检验电荷从电场的无限远处移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为( ) A.B.C.D.二、多选题13.如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A，B两点，则（ ）A.A点场强大于B点场强B.A点场强方向指向x轴正方向C.A点场强小于B点场强D.A点电势低于B点电势14.在某电场中，将一带电量为q=+2.0109C的点电荷从a点移到b点，电场力做功W=4.0108J，则以下说法正确的是（ ） A.a、b两点间的电势差Uab为20VB.a、b两点间的电势差Uab为20VC.电荷在b处时将具有4.0108J的电势能D.电荷的电势能增加了4.0108J15.如图所示，O为半径为R的圆的圆心，ac、bd为圆的两个互相垂直的直径，在圆心O处固定一电荷量为Q的负点电荷，在a点处固定一电荷量为4Q的正点电荷，e为Oc连线上一点，f为Oc延长线上的一点ec=cf，则下列说法正确的是（ ）A.b、c、d三点中，b、d两点场强相等，c点场强最小B.b、c、d三点中，b、d两点电势相等，c点电势最低C.将一负的点电荷从e点沿直线移到f点，点电荷的电势能先减小后增大D.e、f两点的场强大小关系为EeEf16.一带电粒子在正电荷形成的电场中，由a到d的运动轨迹如图所示的abcd曲线，下列判断不正确的是（ ）A.粒子带正电B.粒子通过a点时的速度比通过b点时小C.粒子在a点受到的电场力比b点大D.粒子在a点时的电势能比b点大17.a、b为电场中的两点，且a点电势高于b点，则可知（ ） A.把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加B.把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少C.无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D.以上说法都不对18.如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，a、b是它们连线的延长线上的两点现有一带负电的粒子只在电场力作用下以一定的初速度从a点开始经b点向远处运动，粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb ， 其速度时间图象如图乙所示下列说法正确的是（ ）A.Q1一定带正电B.Q1的电量一定小于Q2的电量C.b点的电场强度一定为零D.粒子由a点经b点向远处运动过程中，粒子的电势能先减小后增大三、填空题19.如图，在匀强电场中有A、B、C三点，在以它们为顶点的三角形中，A=30，C=90，电场方向与三角形所在平面平行已知A、B、C三点的电势分别为3V、7V和5V，则A、B连线中点处的电势为_V，该三角形外接圆上的最高电势为_V20.将带电荷量为1108C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1106J（取无限远处电势为零），电荷在A点具有_电势能，A点的电势为_，然后再移走q，A点的电势为_。 21.A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点的电热分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V。则D点的电势UD=_V.四、综合题22.有一带电荷量为q=3106C的点电荷，从电场中的A点移到点时，克服电场力做功6104J，求： （1）A间电势差UA为多少？ （2）如以点电势为零，则A点的电势A为多少？ 23.如图所示，平行板电容器两极板M，N分别带等量异种电荷，其中N板接地，现将电荷量q=5106C的点电荷从A点移到M板，共克服电场力做功W=1103J，若把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为5104J，则（1）A点的电势？ （2）两极板间的电势差？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】由于等势线密集的地方电场线密集，电场线密集的地方场强较大，故b点处的场强大于a点处的场强，即 ；因为带电荷量为+q的粒子经过a点时，在一小段时间内粒子做减速运动，则由于电场线与等势线正交，所以电场线的方向向左，所以b点的电势高于a点的，即 ，故选B。【分析】等势面疏密程度可以反映场强大小，正电荷速度减小动能减小电势能增加，正电荷高势高能，故而末点电势升高。2.【答案】B 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【分析】由粒子受到的电场力要指向轨迹的内侧，所以电场力的方向与场强的方向相同，即粒子带正电，A错；由等势面越密的地方电场线越密，所以A点的场强大于B点的场强，B对；从A到B的过程中电场力做负功，电势能增加，即粒子在A点的电势能小于在B点的电势能，C错；动能减小，即粒子在A点的动能大于在B点的动能，D错。【点评】本题学生可先根据电场线与等势面垂直，作出电场线，然后再去分析。3.【答案】B 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】解：据等量异种电荷的电场特点，中垂线上各点的场强关于电荷连线对称，中点场强最大，向两侧场强逐渐减小，则有EAEB ， 且中垂线为等势线，那么两点的电势相等，即A=B 故B正确，ACD错误；故选：B【分析】利用两个等量异种电荷的电场特点，两电荷连线的中垂线有如下特征：中垂线为等势线，连线上各点的电势相等，中间电场线比较密，两边疏，则连线中点场强最大，向外逐渐减小，从而即可求解4.【答案】C 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】粒子在竖直方向上做匀减速直线运动，从A点到B点的过程中粒子在竖直方向上的速度由v0变为零，2gh=0v02 ， 粒子从A点运动到B点的过程中电场力做正功，重力做负功，粒子的速度由v0变为2v0 ， 根据动能定理得 联立上式解得， ，故C正确。【分析】可由动能定理，电场力做功和重力做功等于动能变化量，同时结合竖直方向运动的独立性可得重力做功与速度变化关系，整合后可得到正确选项。5.【答案】C 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】根据电势差的定义，电场中两点间的电势差在数值上等于将单位正电荷从一点移到另一点静电力所做的功，仅由电场及两点位置决定，与移动的电荷量及做功的多少无关，即U 是比值定义式，所以A B错，C对；电势能的变化唯一决定于静电力做的功，与其他力是否做功，做多少功无关，D错。【分析】电势差是由电场的固有性质来决定的，与电场力做功与否，电荷量大小如何无关。6.【答案】C 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【分析】由等量异种点电荷的电场线的特点可知靠近电荷处电场强度大，类比公式UEd知，而，所以，故A、 B均错误；从粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，左侧为正电荷，从左向右电势降低，D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电 势能增加，动能减少，C正确。【点评】做本题的关键是理解等量异种电荷的电场特点。7.【答案】D 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】电荷初速度为零时，运动方向由所受静电力的方向决定，负电荷大体是逆着电场强度的方向运动，静电力做正功，电势能减小，正电荷顺着电场强度的方向运动，沿着运动的方向，电势降低，C错误、D正确；电荷初速度不为零时，运动方向由初速度方向和所受静电力的方向决定，可能做加速运动，也可能做减速运动，可能朝电势低的地方运动，也可能朝电势高的地方运动，A、B错误。故选D【分析】电荷初速度为零时，运动方向由所受静电力的方向决定，负电荷大体是逆着电场强度的方向运动，静电力做正功，电势能减小，正电荷顺着电场强度的方向运动，沿着运动的方向，电势降低，可能朝电势低的地方运动，也可能朝电势高的地方运动。8.【答案】C 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【分析】由电场力做功的公式W=qU可知AB错；电势与电势差是电场本身的性质，与试探电荷无关，CD错。【点评】难度较小，明确电势与电势差为电场本身的性质，只有电场力做功才与电势差、电荷大小决定。9.【答案】B 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】由动能定理知从a到c： =1.5mv2=0.8qU，设在等势面b时的速率为vb ， 则： ，Uab=0.4U，联立可得： ，B符合题意故答案为：B.【分析】由动能定理可得。10.【答案】D 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【分析】根据电动势的定义和表达式，非静电力移动1 C电荷量所做的功WqE12 J2 J，由功能关系可知有2 J的化学能转化为电能，AC错，只有当外电路断开时两端的电压才等于电源电动势，B错；电动势是描述电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量，E蓄电池2 VE电池1.5 V，故D正确。【点评】本题难度较小，明确电源内部是非静电力做功，其他形式的能量转化为电能。11.【答案】C 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】解：BD、根据电场的图像可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，由于P点放+q电荷，故Q点放q的电荷，故B错误，D错误；A、点C离Q点（负电荷）的距离更近，所以C点的电势较低，故A错误；C、负电荷从b到c，电场力做负功，故电势能增加，故C正确；故选：C【分析】该电场是等量异种电荷的电场，它具有对称性（上下、左右）该电场中，一般选取无穷远处电势为0，那么靠近正电荷的区域电势为正，靠近负电荷的区域电势为负12.【答案】A 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【分析】依题意，-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为，A点的电势，故选A，【点评】电场中求解电势、电势能，往往先求出电势能改变量、该点与零电势的电势差，再求解电势和电势能二、多选题13.【答案】B,C 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】解：AC、电场线与等势面垂直，电场线密的地方电场强度大，B点电场强度较大，故A错误，B正确；B、电场线与等势面垂直并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A点场强方向指向x轴正方向，故B正确；D、沿着电场线的方向电势降低，故A点电势高于B点电势，故D错误；故选：BC【分析】电场线与等势面垂直，电场线密集的地方电场强度大，等势面密，电场线疏的地方电场强度小，等势面疏；沿电场线的方向，电势降低；沿着等势面移动点电荷，电场力不做功，电场线与等势面垂直14.【答案】B,D 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】解：AB、根据电势差公式有：U= = 故A错误，B正确；C、由于没有选择0势能点，所以电荷在b处时将具有的电势能不一定是4.0108J故C错误；D、电场力做功W=4.0108J，所以电荷的电势能增加了4.0108J故D正确故选：BD【分析】根据电势差公式U= 求解电势差；电势能的大小与0势能点的选择有关；根据电场力做功与电势能的关系判断电势能的变化15.【答案】B,C,D 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】解：A、根据电场线的分布情况知，b、d两点场强大小相等，但方向不同，则电场强度不等，故A错误；B、b、d到正电荷的距离相等，由于b、d两点场强大小相等，所以b、d两点电势相等；由电场强度叠加可知，正负电荷在ac连线上的合场强向右，因为沿电场线的方向电势逐渐降低，所以c点电势最低，故B正确；C、将负的点电荷从e点沿直线移到f点，电场力先做正功后做负功，所以点电荷的电势能先减小后增大，故C正确；D、e点的场强为：Ee=k k ，f点的场强为：Ef=k k ，相比较可得两点的场强大小关系为EeEf ， 故D正确故选：BCD【分析】根据电场线的分布情况，分析电场强度的关系由U=Ed和场强的大小分析电势差关系，确定电势关系根据移动电荷时电势的变化，分析电势能的变化由电场强度的变化分析电场力的变化16.【答案】B,C,D 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】解：A、物体做曲线运动时，合力的方向指向轨迹弯曲的内侧，则知粒子所受的电场力背离正电荷方向，所以该粒子带正电故A正确B、从a到b，电场力做负功，根据动能定理，动能减小，a点动能大于b点动能，则a点速度比b点的速度大故B错误C、b点的电场线比a点电场线密，所以b点的电场强度大于a点的电场强度，所以粒子在a点的电场力比b点小故C错误D、从a到b，电场力做负功，电势能增加所以a点的电势能小于b点的电势能故D错误本题选不正确的，故选：BCD【分析】根据轨迹弯曲方向得出电场力的方向，从而确定带电粒子的电性根据动能定理比较a点、b点的速度大小；根据电场线的疏密比较电场力的大小；根据电场力做功比较电势能的大小17.【答案】A,B 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低，负电荷受电场力的方向与电场线方向相反，所以负电荷从a移到b，电场力做负功，电势能增加，A正确；同理正电荷受电场力的方向与电场线方向相同，所以正电荷从a移到b，电场力做正功，电势能减小，B正确。【分析】正电荷高势高能，负电荷高势低能。18.【答案】C,D 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】解：A、从速度图象上看，可见负电荷从a到b做加速度减小的加速运动，所以ab之间电场的方向向左；在b点时粒子运动的加速度为零，则电场力为零，所以该点场强为零过b点后负电荷做减速运动，所以电场的方向向右b点场强为零，可见两点电荷在b点对负电荷的电场力相等，根据F=k ，b到Q1的距离大于到Q2的距离，所以Q1的电量大于Q2的电量ab之间电场的方向向左，结合电场的合成可知，可以Q2带负电，Q1带正电，也可以Q2带正电，Q1带负电故AB错误，C正确，D、整个过程动能先增加后减小，根据能量守恒电势能先减小后增大故D正确故选：CD【分析】速度时间图线上每一点的切线斜率表示瞬时加速度，可见a到b做加速度减小的减速运动，到b点加速度为0从而知道b点的电场力及电场强度通过B点的场强可以分析出两个点电荷电量的大小通过能量守恒判断电势能的变化三、填空题19.【答案】5；5+ 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】解：如图所示，取ab的中点O，即为三角形的外接圆的圆心，则：O点的电势为：O= = =5V；故Oc为等势线，其垂线MN为电场线，方向为：MN所以外接圆上电势最低点为N点，最高点为M点则几何关系可知，UBO=ERcos30UMO=ER联立解得：UMO= V，故M=O+UMO=5+ V故答案为：5，5+ 【分析】作出三角形的外接圆，其圆心O在ab的中点，该点电势为2V，OC为等势线，作出OC的垂线MN为电场线，根据U=Ed，顺着电场线MN，找出离O点最远的点，电势最低；逆着电场线，离O点最远点电势最高20.【答案】1106J；100V；100V 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】因静