高中物理 第1章 静电场 5 电势差课时作业 新人教版选修31.doc

5 电势差基础夯实一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1(西安高新一中20142015学年高二检测)如图所示，在q形成的电场中，有a、b、c三点，它们到点电荷的距离为rarba，同一负电荷在电势低处电势能大，故c错；因uabubc，据wqu知wabwbc，d错。2一个电荷量为106c的负电荷从电场中a点移到b点电场力要做功2106j，从c点移到d点要克服电场力做功7106j，若已知c点比b点电势高3v，且a、b、c、d四点在同一条电场线上，则下列图中正确的是()答案：c解析：由uabv2v，则ab2v；ucdv7v，则cd7v；由题意得cb3v，则cbad，c正确。3(湖北襄阳五中20142015学年高二上学期检测)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()av bvcv d1.5v答案：b解析：由动能定理知从a到c；quacm(4v2v2)1.5mv20.8q，设该粒子经过等势面b时的速率为vb，则quabm(vv2)0.4q，联立可得：vbv，b正确。4(合肥一六八中学20132014学年高二上学期期中)一带电量为3109c的电荷从电场中的a点移至b点，电势能增加6108j，则()a电场中的a点电势比b点高b电场中a、b两点的电势差u20vc场强方向是由a点指向b点d电荷由a到b，电场力做功6108j答案：ab解析：由负电荷从a点移到b点电势能增加，可知电场中a点电势高于b点，a正确；场强方向不一定由a指向b，c错；电势能增加了6108j，电场力做了6108j的功，d错；uab20v，b正确。5如图所示的匀强电场e的区域内，由a、b、c、d、a、b、c、d作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面abcd垂直，下列说法正确的是()aad两点间电势差uad与aa两点间电势差uaa相等b带正电的粒子从a点沿路径add移到d点，电场力做正功c带负电的粒子从a点沿路径add移到d点，电势能减小d带电粒子从a点移到c点，沿对角线ac与沿路径abbc电场力做功相同答案：bd解析：在匀强电场中因ad垂直于电场线，则ad，uad0，而uaa0，故a错；因dd，则从add移动正电荷电场力做正功，b对；从add移动负电荷电场力做负功，电势能增加，c错；电场力做功与路径无关只与两点间电势差有关，故d对。二、非选择题6闪电是云层与云层或云层与高大建筑物间放电所致，在放电过程中将释放大量能量。2015年8月10日，广州海珠湖公园一木屋被雷电击中，三人受伤。据有关专家估算雷击时释放能量约为3.2106j，假若从云层移向木屋的电量为32c，则云层与木屋间电势差为_v，相当于释放电子_个。答案：1105；21020解析：雷击时释放能量约3.2106j，故电场力做功w3.2106j，uv1105v，相当于释放的电子数：n21020(个)。7如图甲所示，a、b是一条电场线上的两点，t0时刻从a点释放一初速度为零的电子，电子仅在电场力作用下，沿直线从a运动到b，其速度随时间变化的规律如图乙所示。t2s时到达b点，速度大小为10m/s。已知电子质量为m，电荷量大小为e。求：(1)a点场强的大小和方向；(2)a、b间的电势差uab。答案：(1)e沿ba方向(2)uab解析：(1)由图象知电子做匀加速运动，加速度为a5m/s2，由eema，得：e。场强沿ba方向。(2)从a到b有：euabmv2，得：uab能力提升一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1(内蒙古巴彦淖尔一中20142015学年高二上学期期中)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时的动能为10j，在电场力作用下从a运动到b速度为零，当这个粒子的动能为6j时，其电势能为()a14j b4jc0 d1j答案：d解析：相邻两个等势面间的电势差相等uabubc，所以quabqubc，即： wabwbcwab而：wab0eka10j所以，粒子在等势面b上时的动能ekb5j从而可以知道粒子在电场中的总能量值为5j。当这个粒子的动能为6j时，epeek(56)j1j。所以选项abc都错误，选项d正确。2(吉林一中20142015学年高二下学期检测)如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为102c的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从a点运动到b点时动能减少了0.1 j，已知a点的电势为10v，则b点的电势为10v电场线方向从右向左微粒的运动轨迹可能是轨迹1微粒的运动轨迹可能是轨迹2以上说法正确的是()a bc d答案：c解析：因微粒仅受电场力作用，且由a点到b点时动能减少，故电场力做负功，电场力的方向水平向左，轨迹应为虚线1；由wabuabq0.1j，可得：uab10v，由uabab，可得bauab0v，综上所述选项c正确。3. 如图所示，绝缘水平面上固定一正点电荷q，另一电荷量为q、质量为m的滑块(可看做点电荷)从a点以初速度v0沿水平面向q运动，到达b点时速度为零。已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。以下判断正确的是()a滑块在运动过程中所受q的库仑力有可能大于滑动摩擦力b滑块在运动过程的中间时刻速率大于c此过程中产生的内能为dq产生的电场中a、b两点间的电势差uab 答案：d解析：若滑块受到的库仑力某时刻大于摩擦力，则滑块即开始做加速运动，不会在b点停下，a错；水平方向上滑块受到恒定的摩擦力和逐渐变大的库仑力，且摩擦力大于库仑力，应做加速度逐渐减小的减速运动，前半段时间速度变化量较大，故中间时刻滑块速率小于，b错；滑块从a运动到b的过程中，动能和电势能减小，转化为内能，故内能qmvquabmgs，显然q，c错；由上式还可得：uab，d正确。4. 一个电子以速度8106m/s从a点射入电场，从b点射出，电场的等势面和电子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行。下列说法正确的有()a电子的加速度先不变，后变小b电子射出电场时的速度为5.7106m/sc电子射出电场的速度为9.8106m/sd电子的电势能先减小，后增大答案：ab解析：由ab场强先不变后减小，所以电子加速度先不变，后变小，a正确；电子做减速运动，电势能增大，d错误；电子由a点到b点电场力做的功为wabeuab1441019j根据动能定理wabmvmv解得vb5.7106m/s故b正确，c错误。5.(哈尔滨六中20142015学年高二下学期检测)一带正电的粒子仅在电场力作用下从a点经b、c点运动到d点，其vt图象如图所示，则下列说法中正确的是()aa点的电场强度一定大于b点的电场强度b粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能ccd间各点电场强度和电势都为零dab两点间的电势差大于cb两点间的电势差答案：ab解析：由运动的速度时间图象可看出，带正电的粒子的加速度在a点时较大，由牛顿第二定律得知在a点的电场力大，故a点的电场强度一定大于b点的电场强度，故a正确；由a到b的过程中，速度变大，说明是电场力做正功，电势能转化为动能，由功能关系可知，此过程中电势能减少，正电荷在a点时电势能大于在b时的电势能，故b正确。从c到d，粒子速度一直不变，故电场力做功为零，可知cd间各点电场强度为零，但电势不一定为零，故c错误；a、c两点的速度相等，故粒子的动能相同，因此从a到b和从b到c电场力做功的绝对值相同，ab两点间的电势差等于cb两点间的电势差，故d错误。二、非选择题6. 如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入水平匀强电场中，粒子通过电场中b点时速度为2v0，方向与电场方向一致。求a、b两点间的电势差。答案：解析：粒子在竖直方向上做初速度为v0、加速度为g的匀减速运动，其末速度为零，因此它从a到b的运动时间为：t。竖直方向通过的位移为：ht粒子从a到b由动能定理得quabmghm(2v0)2mv将h代入解得uab7.如图所示，q为固定的正点电荷，a、b两点在q的正上方和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点时速度正好变为零，若此电荷在a点