高中物理 1.5电势差同步练习 新人教版选修31.doc

5电势差a组1.如图所示,mn是电场中某一条电场线上的两点,若负电荷由m移到n时,电荷克服静电力做功,下列说法中不正确的是()a.m点和n点之间一定有电势差b.m点的电场强度一定大于n点的电场强度c.电场线的方向从m指向nd.m点的电势大于n点的电势解析:负电荷从m移到n时,电荷克服静电力做功,则负电荷所受的静电力的方向是从n到m,则电场线的方向为由m指向n。判断知选项a、c、d正确,b错误。答案:b2.一个点电荷,从静电场中的a点移到b点的过程中,静电力做功为零,则()a.a、b两点的电场强度一定相等b.作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的c.a、b两点的电势差为零d.点电荷一定沿直线从a点移到b点解析:由公式wab=quab可知,若wab=0,则一定是uab=0。选项c正确。答案:c3.(多选)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.把正电荷从a点移到b点静电力做正功,则有uab0c.电势差的定义式uab=中,uab与移动的电荷量q无关d.电场中a、b两点间的电势差uab等于把正电荷q从a点移动到b点时静电力所做的功解析:电场中两点之间的电势差是一个定值,与静电力对电荷做的功及其带的电荷量多少无关,故选项a错,c对;由uab=知,静电力对正电荷做正功,则电势差为正,即选项b对;电场中a、b两点间的电势差uab在数值上等于把单位正电荷从a点移动到b点时静电力所做的功,故选项d错。答案:bc4.在点电荷q形成的电场中有一点a,当一个-q的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的a点时,静电力做的功为w,则试探电荷在a点的电势能及电场中a点的电势分别为()a.epa=-w,a=b.epa=w,a=-c.epa=w,a=d.epa=-w,a=-解析:静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加,且a=。答案:a5.如图所示,a、b、c三条虚线为电场中的等势面,等势面b的电势为零,且相邻两个等势面间的电势差相等。一个带正电的粒子在a点时的动能为10 j,在静电力作用下从a点运动到b点速度为零,当这个粒子的动能是7.5 j时,其电势能为()a.12.5 jb.2.5 jc.0 jd.-2.5 j解析:根据题意,带电粒子从等势面a运动到等势面c,静电力做功-10 j,则粒子从等势面a运动到等势面b时,静电力做功-5 j,粒子的动能是5 j,此时粒子的电势能为零,带电粒子在电场中的电势能和动能之和是守恒的,为5 j,当动能为7.5 j时,其电势能为-2.5 j。答案:d6.(多选)如果在某电场中将电荷量为5.010-4 c的正电荷,仅在静电力作用下由a点移到b点,静电力做功为2.010-3 j,则()a.电荷在b点的动能比在a点的动能小2.010-3 jb.电荷在b点的电势能比在a点的电势能小2.010-3 jc.a、b两点间电势差为-4 vd.若在a、b两点间移动一个q=1.010-4 c的负电荷,电荷将克服静电力做4.010-4 j的功解析:由a点移到b点,静电力做正功,动能增加,电势能减少,选项a错误,b正确;a、b两点间电势差uab= v=4 v,选项c错误;在a、b两点间移动一个q=1.010-4 c的负电荷,静电力做功w=qu=-1.010-44 j=-4.010-4 j,选项d正确。答案:bd7.(多选)如图所示,在a点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则()a.带电粒子带负电b.a、b两点间的电势差uab=c.b点电场强度大于a点电场强度d.a点电场强度大于b点电场强度解析:带电粒子由a到b的过程中,重力做正功,而动能没有增大,说明静电力做负功。根据动能定理有mgh-quab=0,解得a、b两点间电势差为uab=。因为a点电势高于b点电势,uab0,所以粒子带负电,选项a、b皆正确。带电粒子由a到b运动过程中,在重力和静电力共同作用下,先加速运动后减速运动;因为重力为恒力,所以静电力为变力,且静电力越来越大;由此可见b点电场强度大于a点电场强度,选项c正确,d错误。答案:abc8.(多选)空间存在匀强电场,有一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子从o点以速率v0射入电场,运动到a点时速率为2v0。现有另一电荷量为-q、质量为m的粒子以速率2v0仍从o点射入该电场,运动到b点时速率为3v0。若忽略重力的影响,则()a.在o、a、b三点中,b点电势最高b.在o、a、b三点中,a点电势最高c.o、a间的电势差比b、o间的电势差大d.o、a间的电势差比b、o间的电势差小解析:正电荷从o点运动到a点,动能增大,静电力做正功,电势能减少,电势降低;负电荷从o点运动到b点,速度增大,静电力做正功,电势能减少,电势升高,故b点电势最高,a点电势最低,选项a正确,b错误;由动能定理有quoa=m(2v0)2-,得uoa=;qubo=m(3v0)2-m(2v0)2,得ubo=,由此可知ubouoa,选项c错误,d正确。答案:ad9.如图所示的电场中,已知a、b两点间的电势差uab=-20 v。(1)电荷量q=+510-9 c的点电荷q由a点移动到b点,静电力所做的功是多少?(2)若电荷量q=+510-9 c的点电荷q在a点的电势能为epa=510-8 j,b点的电势是多少?解析:(1)wab=quab=510-9(-20) j=-110-7 j。(2)a= v=10 vb=a-uab=10 v-(-20 v)=30 v。答案:(1)-110-7 j(2)30 vb组1.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,静电力做功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b.a点的电场强度为e=c.b点的电场强度为e=d.a点的电势为解析:由w=qu知a、b两点间的电势差u=,所以选项a正确;由于不知该电场是否是匀强电场,静电力可能不为恒力,所以选项b、c错误;题中没有指明零电势点,所以选项d错误。答案:a2.如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,相邻两等势面间的电势差相等。一个正电荷在等势面l3处的动能为20 j,运动到等势面l1处时动能为零;现取l2为零电势参考平面,则当此电荷的电势能为4 j时,它的动能为(不计重力及空气阻力)()a.16 jb.10 jc.6 jd.4 j解析:正电荷在电场中只受静电力的作用,在l3时,动能为20 j,运动到l2等势面时其动能一定是10 j,此时电势能为零,此正电荷动能和电势能总和为10 j。当它的电势能为4 j时,动能为6 j,选项c正确。答案:c3.(多选)如图所示,带电粒子在电场中由a点运动到b点,图中实线为电场线,虚线为粒子运动轨迹,则可判定()a.粒子带负电b.粒子的电势能不断减少c.粒子的动能不断减少d.粒子在a点的加速度小于在b点的加速度解析:粒子做曲线运动,曲线向受力的方向弯曲,所以静电力沿电场线切线方向的反方向,因此粒子带负电,静电力对电荷做负功,电势能增加,动能减少;再根据电场线的疏密程度可以判断b点的电场强度大于a点的电场强度,粒子在a点的加速度小于在b点的加速度。答案:acd4.如图所示,三个等势面上有a、b、c、d四点,若将一正电荷由c经a移到d,静电力做正功w1,若由c经b移到d,静电力做正功w2,则()a.w1w212b.w1w212c.w1=w212解析:由w=uq可知,w1=w2。由wcd=ucdq,wcd0,q0,可知ucd0,故123,选项d正确。答案:d5.如图所示,q为固定的正点电荷,a、b两点在q的正上方与q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从a点由静止释放,运动到b点时速度正好又变为零。若此电荷在a点处的加速度大小为g