学人教版选修31 1.5电势差 作业（2）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-1 1.5电势差 作业（2）1如图所示，在匀强电场中有直角三角形boc，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点处的电势分别为o=4.5v、b=0v、c=9v，且边长ob=33cm，bc=63cm，则下列说法中正确的是a. 电场强度的大小为10033v/mb. 电场强度的大小为5033v/mc. 电场强度的大小为100v/md. 一个电子在o点由静止释放后会沿直线ob运动2关于静电场，下列说法正确的是a. 电势降低的方向一定是电场强度的方向b. 电势等于零的物体一定不带电c. 同一等势面上各点电场强度一定相同d. 电场线为平行直线的电场定是匀强电场3在匀强电场中有一长方形区域abcd，边长ab0.3m、bc0.4m，匀强电场方向与abcd所在平面平行，a、b、c三点的电势ja55v，jb19v，jc45v，则匀强电场的电场强度大小和方向为a. 120v/m，沿ab方向b. 200v/m，沿ac方向c. 160v/m，沿ad方向d. 300v/m，沿bd方向4如图所示，圆弧形槽固定在地面上，cod为水平直径，在光滑的半球形绝缘内壁有质量分别为ma、mb两带同种电荷的小球，各自带电量为qa、qb，a、b两小球与球心o点连线与竖直方向分别成37、53夹角，处于静止状态，则a. 质量关系一定满足ma mbb. 电荷量关系一定满足qa qbc. 现用外力将小球b缓慢移动到球心o点正下方，a、b系统电势能将减小d. 突然向下撤去半球形凹槽，小球a、b将做曲线运动，且a、b系统电势能可能增大5如图所示，实线表示某电场中的两条电场线，虚线表示电场中的两条等势线，a、b、c、d分别是电场线与等势线的交点，下列说法正确的是a. 将点电荷从b点移动到c点，电场力一定做正功b. 负点电荷在d点的电势能大于在a点的电势能c. 将一负点电荷从a点由静止释放后，在只受电场力作用下将向c点运动d. 点电荷在ab等势线上受到的电场力与在cd等势线上受到的电场力大小相等6如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，mn为两电荷连线的中垂线，a、b，c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a和c关于mn对称，b点位于mn上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是a. a点与c点场强相同b. a点与c点电势相同c. a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差d. 带正电的试探电荷在a点的电势能小于在c点的电势能7如图所示为静电除尘机理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，放电极和集尘极加上高压电场，使尘埃带上负电，尘埃只在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，达到除尘目的，图中虚线为电场线(方向未标出)。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则 a. 电场线方向由集尘极指向放电极b. 图中a点场强小于b点场强c. 尘埃在迁移过程中电势能减小d. 沿水平方向进入的尘埃在迁移过程中可以做类平抛运动8电子束焊接机中的电子枪如图所示，k为阴极、电势为k，a为阳极、电势为a，在电场作用下电量为e的电子从k运动到a，则()a. a、k间电势差为akb. 电子动能增加e(ak)c. 电子电势能增加e(ak)d. 电子克服电场力做功为e(ak)9(多选)如图所示，空间有正交的匀强磁场和匀强电场，一带电粒子(不计重力)从m点以初速度v0沿曲线mn运动到n点，图中虚线为电场的等势线，电势abcd，磁场方向垂直纸面向外则() a. 粒子一定带负电b. 曲线mn是抛物线c. 从m点到n点，粒子电势能减少d. 粒子在n点速度大于m点速度10如图所示，空间分布着匀强电场，场中有与电场方向平行的四边形abcd，其中m为ad的中点，为bc的中点。将电荷量为+q的粒子，从a点移动到b点，电势能减小e1；将该粒子从d点移动到c点，电势能减小e2。下列说法正确的是a. d点的电势一定比a点的电势高b. 匀强电场的电场强度方向必沿dc方向c. 若a、b之间的距离为d，则该电场的电场强度的最小值为d. 若将该粒子从m点移动到n点，电场力做功11有一带电荷量q=-310-6c的点电荷，从某电场中的a点移到b点，电荷克服电场力做610-4j的功，从b点移到c点，电场力对电荷做910-4j的功，求a、c两点的电势差并说明a、c两点哪点的电势较高。12如图所示在匀强电场中，有a、b两点，它们之间的距离为10cm，两点的连线与场强方向成53角将一个电荷量为1106c的正电荷由a点移到b点，电场力做功为6105 j（sin53 =0.8，cos53 =0.6）求：（1）a、b两点的电势差uab；（2）匀强电场的场强e13带有等量异号电荷，相距9cm的平行板a和b之间有一个匀强电场电场强度e=1104v/m，方向向下电场中c点距b板3cm，d点距a板2cm（1）c、d两点哪点电势高？两点的电势差ucd等于多少？（2）如果令b板接地（即电势b=0），则c和d的电势c和d各是多少？（3）如果令a板接地，则c和d各是多少？14如图所示，匀强电场的电场强度一个电荷量的点电荷从电场中的点移动到点， 、之间的距离求：（）电荷所受电场力的大小（）电场力对电荷做的功15如图所示，与直角三角形abc平行的平面内有一匀强电场，若规定a点的电势为零，则b点的电势为3v，c点的电势为6v现将一带电粒子从a点沿垂直于电场线的方向以v0=23103m/s的速度抛出，粒子恰好能过c点。已知三角形ab边的长度为3cm，acb=30，不计粒子的重力。求：（1）该匀强电场的场强e的大小；（2）从a点抛出的带电粒子的比荷。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1c【解析】由匀强电场的特点可知，则b、c连线中点d的电势为b、c电势的平均值，即为4.5v。连接od线，即为一条等势线，作出过d的与od垂直的线ed如图，即电场线，由几何关系可知：sinc=obbc=3363=12，所以：c=30，b=60，d是bc的中点，则obd是等边三角形，又edod，所以de与bd之间的夹角是30，则电场线与ob之间的夹角也是30，故该电场的场强方向沿b的角平分线向上，根据电势差与电场强度的关系：udb=db=4.5v0=4.5v，而：udb=eobcos30，代入数据可得：e=100v/m，故ab错误，c正确；由作电场的图可知，一个电子在o点由静止释放后会沿电场线运动，而不会沿直线ob运动，故d错误；故选c.2d【解析】沿电场强度的方向电势降低，但是沿电势降低的方向不一定是电场强度的方向，选项a错误；静电场中，电势具有相对性，电势等于零的物体不一定不带电，选项b错误；等势面是电势相同的点的集合，场强不一定相同，故c错误。电场线为平行直线的电场定是匀强电场，选项d正确；故选d.3b【解析】连接ac，过b点作，由几何关系知， ，据题知， ， ，所以与b等电势， 则为等势线；利用等势线与场强垂直确定场强方向可知匀强电场的电场强度方向沿ac方向，匀强电场的电场强度大小，故acd错误，b正确；故选b。【点睛】据三点的电势，求出ab、ac的电势差；据电势差关系画出等势线，利用等势线与场强垂直确定场强方向；再利用u=ed求解。4a【解析】分别以小球ab为研究对象，分析受力情况，作出力图。根据三角形相似法可得； ；由题意可知 bcac，则ma mb；由题中条件不能判断两球电量关系，选项a正确，b错误；用外力将小球b缓慢移动到球心o点正下方，则ab两球的距离减小，库仑力变大，电场力做负功，则a、b系统电势能将增加，选项c错误；突然向下撤去半球形凹槽，小球a、b将在两者斥力作用下做曲线运动，且库仑力做正功，则a、b系统电势能一定减小，选项d错误；故选a.点睛：本题实际上考查了共点力的平衡问题，对于非直角三角形问题，可以根据三角形相似法研究；知道电场力做正功，电势能减小。5b【解析】b点的电势高于d点，d点电势等于c点的电势，则b点的电势高于c点，将正的点电荷从b点移动到c点，电场力一定做正功，选项a错误；a点的电势高于d点，则负点电荷在d点的电势能大于在a点的电势能,选项b正确； 将一负点电荷从a点由静止释放后，所受的电场力沿ca方向，则在只受电场力作用下将向c点反方向运动，选项c错误；ab等势线上电场线较cd处密集，则点电荷在ab等势线上受到的电场力比在cd等势线上受到的电场力大，选项d错误；故选b.点睛：此题关键是知道沿电场线电势降低；正电荷在高电势点电势能较大，负电荷相反；等势面密集的地方电场线也密集，场强较大.6c【解析】两等量异种点电荷的电场线和等势面如图：a：由两等量异种点电荷的电场线和等势面图可知，a点与c点场强方向不同。故a项错误。b：由两等量异种点电荷的电场线和等势面图可知，a点电势大于c点电势。故b项错误。c：由两等量异种点电荷的电场线和等势面图可知，a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差。故c项正确。d：由两等量异种点电荷的电场线和等势面图可知，a点电势大于c点电势，则带正电的试探电荷在a点的电势能大于在c点的电势能。故d项错误。点睛：等量异种电荷的电场线和等势面如图：连线上：沿连线从正电荷到负电荷，场强先减小后增大，中点处场强最小；方向从正电荷指向负电荷。中垂线上：中点处场强最大，从中垂线中点往两边场强逐渐减小。方向平行于正负电荷的连线。7ac【解析】由题带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知集尘极带正电荷，是正极，所以电场线方向由集尘极指向放电极。故a正确。电场线的疏密程度表示电场强度的大小，由图可知a点的电场线更密，故a点的电场强度大于b点的电场强度，故b错误；带电尘埃所受的电场力方向与位移方向相同，做正功，所以在迁移过程中电势能减小。故c正确。放电极与集尘极间建立非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的，故不能做类平抛运动，故d错误。故选ac.【点睛】根据电场方向，分析尘埃所受的电场力方向，判断其电性放电极与集尘极间建立非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的电场力对尘埃做正功8ab【解析】由题意可知k极的电势为k，a极的电势为a，则a、k间电势差为uakak，故a正确；k为阴极，电势较低，a是阳极，电势较高，电子从k运动到a的过程中，电场力做正功，为：weuake(ak)，根据动能定理得：ekwe(ak)，即电子动能增加e(ak)，故b正确，d错误；电子动能增加e(ak)，根据能量守恒定律可得：电子电势能减少e(ak)，故c错误。所以ab正确，cd错误。9acd【解析】a、由题意可知，电场线与等势线平行，且指向左，根据曲线运动的条件可知，合力方向向右，假设带负电，电场力方向和洛伦兹力方向都向右，符合题意，假设带正电，电场力方向和洛伦兹力方向均向左，矛盾，故a正确；b、在复合场中，粒子受到电场力与洛伦兹力作用，因此不可能做抛体运动，故b错误；cd、根据切线方向即为速度方向可知，从m点到n点，电场力与速度方向夹角小于90，电场力做正功，导致电势能减小，动能增加，故cd正确；故选acd。10cd【解析】将电荷量为+q的粒子，从a点移动到b点，电势能减小e1，则a点的电势比b点高；同理d点电势比c点高；ad两点电势关系无法确定，匀强电场的电场强度方向不一定沿dc方向，选项ab错误；若a、b之间的距离为d，则该电场的电场强度取最小值时必沿ab方向，此时，则，选项c正确；m点的电势，同理 ，则若将该粒子从m点移动到n点，电场力做功，选项d正确；故选cd.点睛：此题关键要知道在匀强电场中两点连线中点的电势等于两点电势的平均值；电场力做功等于电势能的变化量.沿电场线方向电势降落最快. 11a、c两点的电势差大小为100v，a、c两点中c点的电势较高【解析】解：负电荷从a移到b点的过程，电荷克服电场力做功，可见负电荷从电势高处移至电势低处.即电势差=200v负电荷从b移至c，电场力做正功，可见负电荷从电势低处移至电势高处，即电势差=-300v而电势差=-100v所以，a、c两点的电势差大小为100v，a、c两点中c点的电势较高.12(1) (2) 【解析】(1) 电荷由ab电场力做功，有：wab=quab则有： ；(2) 根据uab=edabcos53得： 。点晴：电场中计算电势差时一定要所注意带着正负号来运算，计算电场强度时，两点之间的距离一定是沿电场方向的距离。13(1)ucd=400v；(2) (3) 【解析】(1)沿着电场线电势降低，故d点的电势大于c点的电势；ucd= -edcd=-1104v/m0.04m=-400v (2)如果令b板接地（即电势b=0）则：c=ucb=edcb=1104v/m0.03m=300vd=udb=eddb=1104v/m0.07m=700v(3)如果令a板接地，则：c=uca=-edca=-1104v/m0.06m=-600vd=uda=-edda=-1104v/m0.02m=-200v【点睛】本题考察的是电势、电势差、匀强电场中e与u的关系、电场力做功公式等内容，在应用这些公式时，要特别注意所有公式中的物理量都包含有正、负号还要注意的是u=ed中的d是沿着场强方向的距离，不是两点间的距离14(1) (2) 【解析】（）点电荷在点所受电场力的大小：（）电场力对电荷做的功：点睛：匀强电场中电荷所受电场力是恒力，求电场力做功，就把电场力当作一般的力，应用功的计算公式w=fl求解属于简单题15（1）2n/c（2）1.2109c/kg【解析】【分析】根据a、c两点的电势，求出d点的电势，从而确定出bd连线是一条等势线，画出电场线，由e=ud求出匀强电场的场强大小，带电粒子从a点沿垂直于电场线的方向抛出，在电场中做类平抛运动，根