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_第1页
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文档简介

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

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