学鲁科版选修31 2.3电势差 作业（3）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 2.3电势差 作业（3）1如图所示，纸面内有一以a、b、c、d为顶点的正方形区域，其中心o处有一带电荷量为q的正点电荷，e、f分别为ab边和ad边的中点，则在该电荷产生的电场中a. a、b、c、d四点处的电场强度相同 b. a、e、b三点间的电势差满足c. a、f两点处的电场强度大小之比为1:2d. 质子在c处时的电势能小于在f处的电势能2空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场.实线为其电场线，虚线为其等势线，a、b两点与两球球心连线位于同一直线上，c.d两点关于直线ab对称，则( ）a. a 点和b点的电势相同b. c点和d点的电场强度相同c. 正电荷从a点移至b点，静电力做正功d. 负电荷从c点沿直线cd移至d点，电势能先减小后增大3如图所示，匀强电场中三点a、b、c是一个三角形的三个顶点，abc=cab=30，bc=23m，已知电场线平行于abc所在的平面，一个电荷量q=2106 c的点电荷由a移到b的过程中，电势能增加了1.2105 j，由b移到c的过程中电场力做功6106 j，下列说法正确的是（）a. b、c两点的电势差ubc=3 vb. a点的电势低于b点的电势c. 负电荷由c点移到a点的过程中，电势能减少d. 该电场的场强为1 v/m4如如图所示，在一大小为e的水平匀强电场中，a、b两点的电势分别为a、b，a、b两点的直线距离为l，垂直电场方向的距离为d一电荷量为q的带正电粒子从a点沿图中虚线移动到b点，电场力做功为w下列说法正确的是（）a. a、b两点电势差为elb. a、b两点电势差为abc. a、b两点电势差为edd. a、b两点电势差为wq5一匀强电场的方向平行于xoy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为8v、14v、20v。下列说法正确的是a. 电场强度的大小为2.5v/cmb. 坐标原点处的电势为3vc. 电子在a点的电势能比在b点的低6evd. 电子从b点运动到c点，电场力做功为6ev6如图，直角三角形oac的c=30，b点为ac边的中点，直角顶点o处有一点电荷，下列说法正确的是a. ac边上所有的点中，b点的电场强度最大b. a、b两点电场强度大小相等c. a、b两点电势相等d. a、b两点间的电势差与b、c两点间电势差相等7如图所示，绝缘轻弹簧的上端固定在天花板上的o点，下端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球,小球套在o点正下方的水平光滑绝缘杆上,整个装置处于电场强度大小为e,方向沿杆向右的匀强电场中，现将小球以某初速度从a点运动到b点，到b点时与其在a点时的弹簧弹大小相等，oa在小球从a点运动到b点的过程中，下列判断正确的是a. 小球在a点时的速度大于在b点时的速度b. 小球的电势能一直减小,弹性势能先增大后减小c. 小球的加速度大小仅由电场力决定的位置有2个d. 弹簧弹力对小球做功的瞬时功率为零的位置有4个8如图所示，0点是两个点电荷+6q和-q连线的中点，m、n是+6q和-q连线中垂线上关于0点对称的两点.取无穷远处为零电势点，下列说法正确的是( ) a. o点的场强不为零，电势为零b. m.n两点的电势不为零，场强方向水平向右c. 将一正的试探电荷由m点移到0点，该试探电荷的电势能变大d. 将一负的试探电荷由0点移到n点，电场力对试探电荷做正功9在静电场中，一个电子由m点移到n点时电场力做的功为6ev，则下列书佛中正确的是a. 电子的电势能增加6evb. 电子的电势能减少6jc. m、n两点间的电势差u=-6vd. 电场强度的方向一定由n沿直线指向m10如图所示，a、b分别为一对等量同种电荷连线上的两点（其中b为中点），c为连线中垂线上的一点。今将一负点电荷q自a沿直线移到b再沿直线移到c，下列说法正确的是（）a. 电荷q受到的电场力一直变小b. 电场力对电荷q一直做负功c. 电荷q的电势能先减小，后增加d. 电荷q受到的电场力方向一直不变11科学实验表明，当空气中的电场强度达到3.0106v/m时，空气将被击穿而发生放电现象，现有一片乌云，由于摩擦产生的与地面间的电压为1.2109v.若云层到地面的距离较近时，中间的空气被击穿出现闪电，求：（1）若这片乌云带正电，把地面的电势定为零电势，则这片乌云的电势为多少？（2）这片乌云距离地面的距离为多少时，就会产生闪电？ （3）带电乌云靠近地面建筑物时，可能发生放电现象而产生雷击，请你列举一种避免雷击的措施。12如图所示，在场强大小为的水平向右的匀强电场中，将电荷量为的正点电荷由a点沿直线移至b点，ab间的距离为l=2cm，ab方向与电场方向成角，求：（1）点电荷所受电场力的大小和方向；（2）在此过程中电场力做的功；（3）a、b两点间的电势差13如图所示，在电场强度e=1.0104n/c的匀强电场中，同一条电场线上a、b两点之间的距离d=0.2m，将电荷量q=1.010-8c的点电荷放在电场中的a点。（1）在图中画出该点电荷在a点所受电场力f的方向；（2）求出该电荷在a点受到的电场力的大小；（3）若将该点电荷从b点移到a点，求在此过程中点电荷所受电场力做的功w。14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 的电荷由a点移到b点，电场力做功为 求：（1）a、b两点的电势差uab；（2）匀强电场的场强e15如图所示，在匀强电场中，电荷量的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，静电力做功都是。已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，a、b两点的距离， ， ，取， ，求：（1）a、b两点的电势差； （2）匀强电场场强e的大小和方向。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1bcd【解析】a、b、c、d四点处的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故a错误。a、e、b三点间的电势差应满足uae=ube故b正确。a、f两点到o点的距离之比为：1，由e=k知a、f两点处的电场强度大小之比1：2，故c正确。c处电势比f处电势低，根据正电荷在电势高处电势能大，知质子在f处时的电势能大于在c处的电势能，故d正确。故选bcd.点睛：本题关键要搞清点电荷电场的分布情况，灵活运用公式e=k，要知道公式中q是场源电荷，r是到场源电荷的距离。2cd【解析】a点和b点不在同一个等势面上，所以它们的电势不同，所以a错误根据电场的对称性可知，c点和d点的电场强度的大小相同，但是它们的方向不同，所以b错误从a点移至b点，电势降低，所以正电荷从a点移至b点，电场力做正功，所以c正确c点和d点在同一个等势面上，负电荷从c点沿直线cd移至d点，电势先增大后减小，则电势能先减小后增大，所以d正确故选cd3acd【解析】a、由b移到c的过程中电场力做功wbc=6106j，则b、c两点的电势差为：ubc=wbcq=61062106v=3v，故a正确。b、点电荷由a移到b的过程中，电势能增加1.2105j，知电场力做功为1.2105j，则a、b两点的电势差 uab=wabq=6v，所以a点的电势高于b点的电势，故b错误。c、uca=ubcuab=3v，根据w=uq得：负电荷由c移到a的过程中，电场力做正功，所以电势能减小。故c正确。d、ubc=3v，uca=3v，uab=6v，在ab连线取一点d为该线中点，所以uad=3v，uca=3v，uac=3v，所以c、d电势相等，所以cd连线为等势线，而三角形abc为等腰三角形，所以电场强度方向沿着ab方向，由a指向b因为bc=23m，由几何关系得：ad=3m，所以uad=edad=3v，所以该电场的场强为1v/m，故d正确。点睛：本题的关键在于找出等势面，然后才能确定电场线，要求学生明确电场线与等势线的关系，能利用几何关系找出等势点，再根据等势线的特点确定等势面。知道公式u=ed应用时d为沿着电场线方向的距离。4bd【解析】a、根据匀强电场中电势差和场强的关系u=ed，由d为始末位置沿电场线方向的位移可知：a、b两点的电势差为el2d2，故ac错误；b、电势差即两点的电势之差，故b正确；d、由电场力做功w=qu可得a、b两点电势差为wq，故d正确。点睛：匀强电场中u=ed的应用，需要注意d为e方向上的位移，故在匀强电场中不同距离可能具有相同的电势差，常用于等势面、等势线的求解。5ad【解析】由题意知，ac中点的电势为14v，所以b与ac中点的连线为等势线，过c作该连线的垂线，如图所示，根据几何关系可求，bc间沿电场方向的距离为d=2.4cm，可求电场强度为e=u/d=2.5 v/cm，所以a正确；在匀强电场中，根据uoa=ubc，可求坐标原点o的电势为2v，故b错误；uab=-6v，电子从a移动到b，电场力做功wab=-euab=6ev，所以电势能减少6ev，故电子在a点的电势能比在b点的高6ev，所以c错误；电子从b点运动到c点，电场力做功wbc=-eubc=6ev，所以d正确。6bc【解析】试题分析：在点电荷电场中，到点电荷距离相等的点的电场强度大小相等，在以点电荷为圆心的球面上的点的电势相等；根据分析两点之间的电场强度大小关系ac边上的点，到o点的距离先减小后增大（垂直时最小，不是b点），根据点电荷电场公式可知ac边上所有点中，d点的电场强度最大，由于ac上的点的电场强度不相等，故根据可知a、b两点间的电势差与b、c两点间电势差不相等，ad错误；根据几何知识可知aob为等边三角形，故，根据可知a、b两点的电场强度大小相等，b正确；如图所示，a、b在以o点为圆心的一个球面上，故两点的电势相等，c正确7c【解析】如图所示,设o点正下方为o点,与a点关于o点对称的点为a点,所以小球从a到a过程中弹簧一直被压缩,弹簧原长的位置一定是在a与b点之间；a. 小球从a到b的过程中，弹簧弹力做功为零，只有电场力做功，根据动能定理可得，所以小球到达b点时的速度不为零，故a错误；b. 小球从a到b的过程中电场力一直做正功，所以小球的电势能一直减小，弹性势能先增大后减小再增大，故b错误；c. 小球处于o点正下方和小球受到的弹力为零的位置时，小球合力都是qe，加速度都是qe/m，所以小球的加速度大小为qe/m的位置有2个，故c正确；d. 在a点速度为零，弹力瞬时功率为零；在o点正下方弹力方向与速度方向垂直，弹力功率为零；在弹簧处于原长的位置弹力为零，则弹力的功率为零，所以弹簧测力计对小球做功的瞬间功率为零的位置有3个，故d错误。故选：c.点睛：根据动能定理分析小球到达b点时的速度；根据电场力做功情况判断小球的电势能；根据受力情况和牛顿第二定律、p=fv分析加速度和弹力做功功率的变化情况8c【解析】a两点电荷在o点的场强都向右，不为零；由于两电荷电量不相等，将一正点电荷从无穷远处移到o点，6q的正电荷做的负功与-q的负电荷做的正功不相等，电场力做的总功不为零，故o点电势不为零，故a错误；bm.n两点的电势不为零；由场强e=kqr2可知，6q的正电荷在m、n点的场强大于-q的负电荷的场强，根据矢量合成法则，m点的场强方向向右上方，n点的场强方向向右下方，故b错误；c将一正的试探电荷由m点移到0点，6q的正电荷做的负功大于-q的负电荷做的正功，该试探电荷的电势能变大，故c正确；d将一负的试探电荷由0点移到n点，6q的正电荷做的负功大于-q的负电荷做的正功，电场力对试探电荷做负功，故d错误。故选：c9c【解析】一个电子由m点移到n点时电场力做功为6ev，电子的电势能减少6ev故ab错误；由题， m、n两点电势差umn=wmnq=61v=-6v故c正确；电子由a点移到b点，电子的受到的电场力的方向不一定在ab直线上，电场强度的方向不一定由n指向m故d错误；故选c.10b【解析】a、两个等量同种电荷在点b处产生的电场强度大小相等，方向相反，互相抵消，则中点b的场强为零，所以将一带电量为q的负点电荷自a沿直线移到b再沿直线移到c，电场力先减小后增大，故a错误；b、负电荷所受力的方向与电场强度方向相反，所以负点电荷自a沿直线移到b的过程中，电场力做负功，再沿直线移到c时，电场力还是做负功，故b正确；c、电场力一直做负功，电荷的电势能一直增大，故c错误；d、从a到b再到c的过程中，电场强度方向先沿ab方向，后沿bc方向，电场力的方向与电场强度方向相反，所以电场力的方向也改变，故d错误；故选b。【点睛】两个等量同种电荷，它们在点o处产生的电场强度大小相等，方向相反；bc连线上方的中垂线上每一点（除b点）电场线方向向上；根据电场力做功正负，判断电势能的变化：电场力做负功，电荷的电势能增大。11(1)1.21019；(2) 400m；(3)建筑物上安装避雷针、雷雨天气不在大树下避雨等。【解析】(1)根据题意乌云与地面之间的电压为 ,地面为零电势,所以这片乌云的电势为(2)由 得： (3) 避免雷击的措施例如：建筑物上安装避雷针、雷雨天气不在大树下避雨等。综上所述本题答案是：(1)1.21019；(2) 400m；(3)建筑物上安装避雷针、雷雨天气不在大树下避雨等；12（1），水平向右；（2）；（3）20v【解析】(1)匀强电场场强处处相同，大小均为e，则点电荷所受电场力的大小f=qe=210-62000n=410-3n；正点电荷电场力的方向水平向右(2)在a到b过程中电场力是恒力，做的功(3)由匀强电场电势差与电场强度的关系得： 【点睛】解决本题的关键是