高中物理 1.5 电势差课时作业 新人教版选修31.doc

电势差基础达标1(多选)某电场中，点电荷从a点移到b点，电场力做功为零，则()aa、b两点的场强一定相等ba、b两点间的电势差一定为零ca、b两点的电势一定相等d电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向【解析】电荷在电场中移动过程中，电场力做功为零，则其电势能不变，电荷在初末两位置的电势能相等，因此电荷所在的初末两位置电势相等，但初末两位置间场强不一定相等虽然电场力做功为零，但不一定在移动时电荷运动方向总是与电场力方向垂直，因为电场力做功为零可以由多种可能的运动路径造成【答案】bc2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()aa、b两点间的电势差为w/qba点的电场强度为ew/qdcb点的电场强度为ew/qdda点的电势为w/q【解析】由wqu知uw/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】a3一个电子在电场中的a点具有80 ev的电势能，当它由a点运动到b点时克服静电力做功30 ev，则()a电子在b点时的电势能是50 evb电子的电势能增加30 evcb点电势比a点高110 evdb点电势比a点低110 ev【解析】电子从a到b克服静电力做功30 ev，说明从a到b电势能增加了30 ev，因此电子在b点时的电势能应是110 ev，故a错，b对从a到b移动电子克服静电力做功，说明ab，两点间的电势差uabab30 v，故b点电势比a点低30 v，所以c、d均错【答案】b4(多选)如图所示，b、c、d三点都在以点电荷q为圆心的某同心圆弧上，将一检验电荷从a点分别移到b、c、d各点时，电场力做功大小比较()awabwac bwadwabcwacwad dwabwac【解析】点电荷的等势面为同心球面，故b、c、d三点位于同一等势面上，故uabuacuad，将同一检验电荷从a点分别移到b、c、d各点，由电功的计算公式wqu可得电场力做功相同【答案】cd5一个带正电的质点，电荷量q2.0109 c，在静电场中由a点移到b点，在此过程中，除电场力外，其他力做功为6.0105 j，质点的动能增加了8.0105 j，则a、b两点间的电势差uab为()a3.0104 v b1.0104 vc4.0104 v d7.0104 v【解析】根据动能定理quabw其他ek，得quabekw其他8.0105 j6.0105 j2.0105 j，解得uab1.0104 v，故选项b正确【答案】b6(多选)空间存在匀强电场，有一电荷量为q、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.另一电荷量为q、质量为m的粒子以速率2v0，仍从o点射入电场，运动到b点时速率为3v0，若忽略重力，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coa间电势差比bo间电势差大doa间电势差比bo间电势差小【解析】带正电粒子由o到a，动能变大，电场力做正功，电势能减小，电势降低，o点电势较高；带负电粒子从o到b速率增大，电场x也做正功，电势能减小，电势升高，b点电势比o点高，所以b点最高，b错误，a正确；oa两点间电势差为：uoa，ob两点间电势差为：uob，c错误，d正确【答案】ad7.如图所示，在处于o点的点电荷q形成的电场中，试探电荷q由a点移到b点电场力做功为w1，以oa为半径画弧交ob于c，再把试探电荷由a点移到c点电场力做功为w2；由c点移到b点电场力做功为w3.则三次电场力做功的大小关系为()aw1w2w3w2w30cw1w3w20 dw3w1w20【解析】点电荷形成电场的等势面是以该电荷为中心的球面，由题意知，三点的电势关系，acb，所以电势差uabucb0，uac0，而w1quab，w2quac，w3qucb，所以w1w3w20，c项正确【答案】c8有一带电荷量q3106c的点电荷，从电场中的a点移到b点过程，克服静电力做功6104j，从b点移到c点过程静电力做功9104j.求：(1)ab、bc、ca间电势差各为多少？(2)若以b点电势为零，则a、c两点的电势各为多少？电荷在a、c两点的电势能各为多少？【解析】(1)电荷由a移向b克服静电力做功，即静电力做负功，wab6104juabv200 vubcv300 v.ucaucbubaubc(uab)300 v200 v100 v.(2)若b0，由uabab得auab200 v由ubcbc得cbubc0(300)v300 v.电荷在a点的电势能epaqa3106200 j6104j，电荷在c点的电势能epcqc3106300 j9104j.【答案】(1)200v300 v100 v(2)200 v300 v6104j9104j9如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab5 cm，bc12 cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60角，一个电荷量为q4108 c的正电荷从a点移到b点时静电力做功为w11.2107 j，求：(1)匀强电场的场强e；(2)电荷从b移到c，静电力做功w2；(3)a、c两点间的电势差uac.【解析】(1)设a、b间距离为d，由题设条件有w1qed.e v/m60 v/m.(2)设b、c间距离为d，b、c两点沿场强方向距离为d1.w2qed1qedcos 60410860121020.5 j1.44107 j.(3)正电荷从a移到c静电力做功ww1w2，又wquac，则uac v6.6 v.【答案】(1)60 v/m(2)1.44107 j(3)6.6 v能力提升1如图所示，有一半圆弧光滑轨道，半径为r，在与圆心等高的位置静止放置一个带正电的小球a，其质量为m，mn之间有一方向水平向左的匀强电场，让小球a自由滚下进入匀强电场区域，水平面也是光滑的，下列说法正确的是()a小球一定能穿过mn区域继续运动b如果小球没有穿过mn区域，小球一定能回到出发点c如果小球没有穿过mn区域，只要电场强度足够大，小球可以到达p点，且到达p点速度大于等于grd如果小球一定能穿过mn区域，电场力做的功为mgr【解析】小球带正电，进入电场后做减速运动，如果小球达到n点还没有减速到零，说明小球穿过了mn区域，如果小球还没有到n点就减速到零，说明小球不能穿过mn区域，a项错如果小球没有穿过mn区域，根据能量守恒定律，小球能回到出发点，且速度为零，b项对，c项错如果小球一定能穿过mn区域，根据动能定理，电场力做的功与重力做的总功之和等于动能的变化，由于不知道小球在n点的速度是否为0，所以无法确定电场力做的功，d项错【答案】b2如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且abbc，电场中的a、b、c三点的场强分别为ea、eb、ec，电势分别为a、b、c，ab、bc间的电势差分别为uab、ubc，则下列关系中错误的是()aabc becebeacuabbc，a正确；由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为ecebea，b对；电场线密集的地方电势降落较快，故ubcuab，c对d错【答案】d3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vb2v0，方向与电场的方向一致，则a、b两点的电势差为()a.b.c.d.【解析】竖直方向上做匀减速运动：hab由动能定理有mghquabmvmv又vb2v0，联立解得uab.【答案】c4.如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷q，在m点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在点电荷q的电场中运动到n点静止，从m点运动到n点的过程中，下列有关描述错误的是()a小物块所受静电力逐渐减小b小物块具有的电势能逐渐减小cm点的电势一定高于n点的电势d小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功【解析】小物块从m到n运动过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左随着由m到n运动，离电荷q距离越来越大，所以物块受到静电力即库仑力一定减小，a正确由动能定理可得mgxwe0，即wemgx，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减少量等于滑动摩擦力做功的值，b、d正确因为电荷q的电性未知，因而不能判断m、n两点电势的高低，c错【答案】c5如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷q为圆心的某圆交于b、c两点，质量为m、带电荷量q的有孔小球从杆上a点无初速度下滑，已知qq，abh，小球滑到b点时的速度大小为.求：(1)小球由a到b的过程中电场力做的功；(2)a、c两点