教科版选修31 1.4电势能 电势与电势差 课时作业.doc

1.4电势能 电势与电势差一、选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中. 1 6题只有一项符合题目要求；7 8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1.1.如图所示，m和n为两等量异种点电荷，m带正电，n带负电。在m、n的连线上有a、b、c三点，其中b点为连线的中点，a、c两点与b点等距，则下列说法错误的是 a. a点与c点的电场强度大小相等b. a点与c点的电势相等c. a、b两点间的电势差与b、c两点间的电势差相等d. 过b点作m、n连线的垂线，点电荷q沿此垂线方向移动，电荷的电势能保持不变【答案】b【解析】【详解】m、n为两等量异号电荷，产学生的电场关于mn连线的中垂线对称，可知a点与c点的电场强度，故a正确。电场线方向从m到n，因为顺着电场线电势降低，则a点电势高于c点的电势，故b错误。由于mn产学生的电场关于mn连线的中垂线左右对称，又ab=bc，根据u=ed可定性分析得出a、b间电势差等于b、c间电势差。故c正确。过b点做m、n连线的垂线，即为等势线，点电荷q沿此垂线方向移动，电场力不做功，电荷的电势能保持不变，故d正确。因选错误的，故选b.【点睛】对于等量异号电荷电场的电场线、等势线分布情况要熟悉，高考常常在这方面做出题，关键要抓住对称性.2.2.如图所示，在点电荷形成的电场中有a、b、c三点，它们到点电荷的距离分别为ra、rb和rc，且rbra=rcrb. 用ea、eb、ec表示a、b、c的场强，用uab表示a、b之间的电势差，用ubc表示b、c之间的电势差，则下列说法中正确的是 a. eaebb. eb=ecc. uabubcd. uab=ubc【答案】c【解析】a、b、正的点电荷产学生的电场中，离电荷越远，场强越弱，结合决定式可知eaebec，则a、b均错误。c、d、因eaebec，可知故ab间的平均场强大于bc间的平均场强，根据u=ed可知，uabubc，故c正确，d错误。故选c。【点睛】本题主要考查了正点电荷电场强度的分布图，掌握三个公式、；根据u=ed判断出非匀强电场中两点间的电势差的大小。3.3.在某电场中，a、b两点间的电势差=60v， b、c两点间的电势差=50v，则a、b、c三点电势高低关系是a. b. c. d. 【答案】c【解析】【分析】电势差等于两点的电势之差，结合电势差的大小比较a、b、c三点电势的高低【详解】a、b两点间的电势差，知a点的电势比b点的电势高60v，b、c两点间的电势差，知b点的电势比c点的电势低50v，则a点的电势比c点的电势高10v，所以，c正确【点睛】解决本题的关键知道电势差与电势的关系，即，基础题4.4.如图所示，a、b、c、d、e、f为匀强电场中一个边长为1 m的正六边形的六个顶点(匀强电场和六边形所在平面平行)，b、c、f三点电势分别为1 v、2 v、3 v，则下列说法正确的是（ ）a. d点的电势为4.5 vb. 电子在b点的电势能比在c点低1 evc. 电子从b点到e点电场力做功为-3 evd. 匀强电场的场强大小为【答案】d【解析】因，则ue = 4 v；fc连线中点的电势为u0 = 2.5 v，则由可知ud = 3.5 v，选项a错误；b点电势比c点低1 v，则电子在b点的电势能比在c点高1 ev，选项b错误；e点电势比b点高3 v，电子从b点到e点电场力做功为3 ev，选项c错误；可求得a点的电势为ua =1.5 v，设场强方向与cb夹角为，则；同学理；联立解得，选项d正确。故选d5.5.两个等量同学种电荷固定于光滑水平面上，其连线所在水平面的中垂线上有a、b、c三点，如图甲所示，一个电荷量为2 c、质量为1 g的小物块从c点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中b点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是()a. b点为中垂线上电场强度最大的点，场强e2 v/mb. 由c点到a点的过程中物块的电势能先减小后变大c. 由c点到a点的过程中，电势逐渐升高d. ab两点电势差uab5 v【答案】d【解析】试题分析：两个等量的同学种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由o点沿中垂线指向无穷远；电量为2c仅在运动方向上受电场力作用从c点到b、到a运动的过程中，根据v-t图可知在b点的加速度为运动物体先做加速度增大后做加速度减小的加速运动，则判断电荷所受电场力大小变化情况和加速度变化情况速度时间图像中图线的斜率表示加速度，加速度越大，则受到的电场力越大，即电场强度越大，故在b点的加速度最大，其大小为，根据牛顿第二定可得，解得，a错误；从c到a过程中速度增大，即动能增大，电场力做正功，电势能减小，同学一正电荷的电势能减小，则电势减小，bc错误；从图中可知a、b两点的速度分别为：，物块在a到b过程，根据动能定理得：，得：，d正确6.6.如图所示，在场强为e的匀强电场中，a、b两点间的距离为l，ab连线与电场方向的夹角为，则a、b两点间的电势差为（ ）a. elsinb. elcosc. eld. 【答案】b【解析】由题，a、b两点间的距离为l及ab连线与电场方向的夹角为，则这两点沿电场方向的距离d=lcos，a、b两点间的电势差u=ed=elcos故选b.点睛：本题首先要想到匀强电场中电势差与场强的关系式u=ed，其次要正确理解d的含义：两点沿电场方向的距离7.7.如图所示，平行板电容器的金属板始终与电源两极相连，电源电压为8.0v，两板的间距为2cm，而且极板b接地极板间有c、d两点，c距a板0.5cm，d距b板0.5cm，则（）a. 两板间的场强为400v/mb. c、d两点的电势相等c. c点的电势c=2.0vd. d点的电势d=2.0v【答案】ad【解析】由公式计算出两板间的场强为，则a正确；b板接地，b0，a8v，uac4000.5102v2v，得c 6v；同学理得d2v，d正确，bc错误；故选ad.点睛：求某点电势常用的方法是先根据u=ed求出该点与零电势点之间的电势差，再求出这点的电势8.8.关于匀强电场中电势差与场强的关系，正确的说法是（）a. 在距离的两点上，电势差大的其场强也必定大b. 任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积c. 电势减小最快的方向，必定是场强的方向d. 沿电场线的方向任意距离上的电势差必定相等【答案】cd【解析】匀强电场中，电场强度处处相等，a错误；沿着电场线方向两点间的电势差才等于场强和这两点距离的乘积，b错误；沿着电场线方向，电势降低最快，c正确；由ued可知，沿电场线的方向任意距离上的电势差必定相等，d正确；故选cd.二、非选择题（本大题共2小题，每题10分，共20分）9.9.如图a、b、c、d为一匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，其中 ，电场线与矩形所在平面平行。已知将 的正电荷从a点移到b点，电场力做功 ；将这个电荷从b移到c点电势能增加了 ，设a点电势为零。求：（1）b点和c点的电势 （2）匀强电场的电场强度大小和方向【答案】(1) ,12v（2）由c指向b, 【解析】试题分析：根据电势差定义式及电势与电势差关系即可求得b、c点电势；找出电场强度的方向，根据即可求得场强。（1）根据电势差定义式可得ab的电势差为：根据，由题意知，代入数据解得：。根据电势差定义式可得bc的电势差为：根据，因为，代入数据可得（2）如图所示，连接bc，将bc四等分，则，连接ao，则ao为等势线，由于；由几何关系可知，所以场强方向为bc连线，由c指向b，根据场强公式：。点睛：本题主要考查了考查了电场力做功与电势差及电势能与电势的关系及场强公式，属于基础题。10.10.在电场强度为e=104n/c，方向水平向右的匀强电场中，用一根长l=1m的绝缘轻细杆，固定一个带正电q=510-6c的小球，细杆可绕轴o在竖直平面内自由转动如图所示，现将杆从水平位置a轻轻释放，在小球运动到最低点b的过程中，（取g=10m/s2）求： （1）a、b两位置的电势差多少？ （