学鲁科版选修31 2.2电势与等势面 作业（4）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 2.2电势与等势面 作业（4）1真空中有一半径为r0的带电金属球壳，若取无穷远处为零电势，通过其球心的一直线上各点的电势分布规律可用图中曲线表示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上a、b两点离球心的距离。下列说法中正确的是a. 该球壳带负电b. a点的电场强度大于b点的电场强度c. 若r2-r1= r1-r0，则a-b=0-ad. 将电子从么点移到b点，电场力做正功2利用电场线能很直观表示电场如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线，右边是场中的一些点：o是电荷连线的中点，e、f是连线中垂线上相对o对称的两点，b、c和a、d也相对o对称，则（） a. b、c两点场强、电势都相同 b. a、d两点场强、电势都相同c. e、f两点场强、电势都相同 d. 电荷由o点静止释放将沿中垂线运动3如图所示，空间有一正三棱锥oabc，点a、b、c分别是三条棱的中点。现在顶点o处固定一正的点电荷，则下列说法中正确的是a. 若a点的电势为a，a点的电势为a，则aa连线中点dd处的电势d一定小于b. abc所在平面为等势面c. 将一正的试探电荷从a点沿直线ab移到b点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功d. a、b、c三点的电场强度相同4如图所示,虚线是某电场的等势线.一带电粒子只在电场力作用下恰能沿实线从a点飞到c点,则a. 粒子一定带负电b. 粒子在a点的电势能大于在c点的电势能c. a点的电场强度大于c点的电场强度d. 粒子从a点到b点电场力所做的功大于从b点到c点电场力所做的功5如图所示，某空间有一正三棱锥oabc，点、分别是三条棱的中点。现在顶点o处固定一正点电荷，则下列说法正确的是（ ）a. 、三点连线所围的三角形平面区域内，三角形中心处电场强度最大b. 所在平面为等势面c. 将一负试探电荷从点沿直线移到点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功d. 若点的电势为，a点的电势为，则连线中点d处的电势一定大于6某电场的等势面如图所示，则下列说法正确的有( )a. 此电场的等势面为一正点电荷形成的电场的等势面b. 若单位正电荷q沿任意路径从a点移动b点，静电力所做的功为零c. 单位正电荷q从a点移动到c点静电力所做的功小于从b点移动到c点静电力所做的功d. 单位正电荷q从a点移动到e点，跟单位负电荷-q从c点移动到e点静电力所做的功相等7a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，abc120。现将三个等量的正点电荷q分别固定在a、b、c三个顶点上，将一个电荷量为q的点电荷依次放在菱形中心o点和另一个顶点d点处，两点相比（）a. q在d点所受的电场力较小b. q在d点所具有的电势能较大c. d点的电势低于o点的电势d. d点的电场强度大于o点的电场强度8如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上o间各点的电势分布如图乙所示，则a. 在o间，场强先减小后增大b. 在o间，场强方向一定发生了变化c. 若一负电荷从o点运动到点，电势能逐渐增大d. 从o点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在o间一直做加速运动9a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，abc=120现将三个等量的负点电荷-q固定在a、b、c三个顶点上，将一个电量为+q的检验电荷依次放在菱形中心点o点和另一个顶点d处，则两点相比（） a. +q在d点所受的电场力比在o点的大b. +q在d点所具有的电势能比在o点的大c. d点的电场强度小于o点的电场强度d. d点的电势高于o点的电势10如图所示，空间有一正三棱锥oabc，点a、b、c分别是三条棱的中点，现在顶点0处固定一正的点电荷，则下列说法中正确的是a. a、b、c三点在同一个等势面上b. a、b、c三点的电场强度相等c. 将一正试探电荷从a点沿直线ab移到b点，静电力对该电荷先做正功后做负功d. 若a点的电势为，a点的电势为，则aa 连线中点d处的电势一定小于11如图所示，匀强电场中有一直角三角形abc，acb=90，abc=30，bc=20cm已知电场线的方向平行于三角形abc所在平面。将电荷量q=2105c的正电荷从a移到b点电场力做功为零，从b移到c点克服电场力做功1.0103j。试求：（1）该电场的电场强度大小和方向；（2）若将c点的电势规定为零时，b点的电势。12写出比较电荷在电场中两点具有的电势能大小的方法有哪些？13如下图所示，匀强电场中a、b、c三点构成一个直角三角形，把电荷量c的点电荷由a点移动到b点，电场力做功j，再由b点移到c点电荷克服电场力做功j取b点电势为零，求a、c两点的电势及场强方向abc14带电量为-3.010-6c的粒子先后经过电场中的a.b两点，电场力做功6.0104j，已知b点电势为50v，则（l）a.b间两点间的电势差uab？（2）a点的电势？（3）带电量为3.010c的负电荷放在a点的电势能是多少？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1b【解析】a项：根据图象，从球向外电势降低；电场线从正电荷出发终止于负电荷，沿着电场线电势逐渐降低；故该球带正电；故a错误；b项：根据场强公式可知，图象斜率大小等于场强，则得a点的电场强度大于b点的电场强度，故b正确；c项：由于图象斜率大小等于场强，从o到a再到b，电场强度逐渐减小；故若r2-r1=r1-r0，则a-b0-a，故c错误；d项：电子沿直线从a移到b的过程中，电场力方向由b指向a，所以电场力做负功，故d错误。2c【解析】根据对称性看出，b、c两处电场线疏密程度相同，则b、c两点场强大小相同这两点场强的方向均由bc，方向相同但沿电场线的方向电势是降低的；故电势不相同；故a错误；根据对称性看出，a、d两处电场线疏密程度相同，则a、d两点场强大小相同由图看出，a、d两点场强方向相同根据电场线及等势面的特点可知，ad两点的电势不相等；故b错误；由图看出，e、f两点中，场强相等，并且处在同一等势线上；故电势相同；故c正确；电荷受力沿电场线的方向；故由o点释放后将沿两电荷的连线运动；故d错误；故选c3a【解析】因为， ，由点电荷的场强关系可知，又因为，所以有，即，整理可得： ，故a正确；由于abc所在平面到顶点o处的距离不相等，由等势面的概念可知，abc所在平面不是等势面，故b错误；由电势的概念可知，沿直线ab的电势变化为先增大后减小，所以当在此直线上从a到b移动正电荷时，电场力对该正电荷先做负功后做正功，故c错误；因为a、b、c三点离顶点o处的正电荷的距离相等，故三点处的场强大小均相等，但是方向不同，则场强不同，故d错误；故选a.点睛：本题关键是明确点电荷的电场分布情况，注意根据对称性分析，同时要注意场强是矢量，电势是标量同时明确等势面的分布情况4c【解析】电场线和等势线垂直且由电势高的等势线指向电势低的等势线，因此图中电场线方向应垂直等势线大体指向左侧，带电粒子所受电场力沿电场线指向曲线内侧，故粒子应带正电，故a错误；从a到c过程中，电场力做负功，电势能增大，粒子在a点的电势能小于在c点的电势能，故b错误；a点等势线密，电场线也密，所以电场强度大于c处，故c正确；电场力做功与路径无关，只与初末位置电势差有关，因为uab=ubc，所以粒子从a点到b点和从b到c电场力做功相等，故d错误。故选c。点睛：解决这类问题的突破口为根据粒子运动轨迹确定粒子所受电场力方向，同时这类问题涉及物理知识很全面，能考查学生综合利用物理知识解决问题的能力，是高考的重点，要不断加强练习。5ac【解析】a、因为a、b、c三点离顶点o处的正电荷的距离相等，则三角形的中心离o点最近电场强度最大，故a正确；b、由于abc所在平面到顶点o处的距离不相等，由等势面的概念可知，abc所在平面不是等势面，故b错误；c、由电势的概念可知，沿直线ab的电势变化为先增大后减小，所以当在此直线上从a到b移动正电荷时，电场力对该正电荷先做负功后做正功，故c正确。d、因为， ，由点电荷的场强关系可知，又因为，所以有，即，整理可得： ，故d错误.故选ac.【点睛】本题关键是明确点电荷的电场分布情况，注意根据对称性分析，同时要注意场强是矢量，电势是标量同时明确等势面的分布情况6bd【解析】正点电荷形成的电场的等势面为同心圆，所以a错误、b两点位于同一个等势面上，两点之间无电势差，即是uab=0所以w=quab=0所以b正确；因为a、b两点的电势都为10v到c点的电势差都是4v即：uac=ubc=4v所以wac=wbc，c项错误；单位正电荷从a点移动到e点，跟单位负电荷从c点移动到e点静电力所做的功相等，均做正功，做功均为qu=2qd选项正确；故选bd点睛：解答此题要掌握：电场线与等势面垂直电场线密的地方电场的强度大，等势面密，电场线疏的地方电场的强度小，等势面疏；沿电场线的方向，电势降低沿着等势面移动点电荷，电场力不做功电场线与等势面垂直7ac【解析】菱形的边长为r，根据公式e=k分析可知三个点电荷在d产生的场强大小e相等，由电场的叠加可知，d点的场强大小为ed=2k。o点的场强大小为，可见，d点的电场强度小于o点的电场强。所以+q在d点所受的电场力较小，故a正确，d错误。od间电场线方向从o到d，根据顺着电场线方向电势降低，o点的电势高于d点的电势，而正电荷在高电势高处电势能大，则知+q在d点所具有的电势能较小。故b错误，c正确。故选ac。点睛：本题关键要抓住对称性，由电场的叠加分析场强大小和电场线的方向，再判断电场力大小和电势能的高低8cd【解析】x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先增大后减小，则电场强度先增大后减小，但斜率一直是负，场强方向没有改变故ab错误由图看出，电势逐渐降低，若一负电荷从o点运动到点，电势能逐渐升高故c正确从o点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，受到的电场力方向与速度方向相同，做加速运动，即该电荷在o间一直做加速运动故d正确；故选cd.9bcd【解析】设菱形的边长为r，根据公式分析可知三个点电荷在d点生的场强大小e相等，由电场的叠加可知，d点的场强大小为，o点的场强大小为，可见，d点的电场强度小于o点的电场强,所以+q在d点所受的电场力较小，故a错误，c正确；od间电场线方向从d到o，根据顺着电场线方向电势降低，d点的电势高于o点的电势，而正电荷在高电势高处电势能大，则知+q在d点所具有的电势能较大。故bd正确；故选bcd.10ad【解析】a项：由于a、b、c三点到o点的距离相同，所以a、b、c三点在以o为圆心的同一球面上，即三点在同一等势面上，故a正确；b项: 因为a、b、c三点离顶点o处的正电荷的距离相等，故三点处的场强大小均相等，但其方向不同，故b错误；c项：由电势的概念可知，沿直线ab的电势变化为先增大后减小，所以当在此直线上从a到b移动正电荷时，电场力对该正电荷先做负功后做正功，故c错误；d项：因， ，由点电荷的场强关系可知 ，又因为，以有uaduda，即a-dd-a，解得： ，故d正确。11（1）e=500v/m；方向由c垂直指向ab；（2）v。【解析】试题分析：（1）a到b过程：uab=wabq=0b到c过程：ubc=wbcq=50ve=ucbbcsin30=500v/m方向由c垂直指向ab（2）c为零电势点，故c=0，则有：bc=ubc=50v解得：b=50v考点：考查了电场强度，电势【名师点睛】要注意明确电场强度方向和电势之间的关系，注意应用电场线与等势面相互垂直这一关键所在12正电荷在电势高处电势能大；负电荷在电势低处电势能大；利用电场力做功与电势能之间的关系判断；利用进行计算然后比较。【解析】试题分析：比较电荷在电场中两点的电势能的大小，应看从该点将电荷移动至零电势能点，电场力做功的大小，电场力作正功电势能减小、电场力做负功电势能增大；正电荷所受电场力的方向与场强方向一致，从电势高的等势面指向电势低的等势面，故正电荷从电势高处向电势低处运动电场力做正功，其电势能将减小，故正电荷在电势高处电势能大；同理负电荷在电势低处电势能大；利用进行计算然后比较，是前述方法的数学表达方法。考点：本题考查了电势能的概念13-240v；-240v；电场的场强方向垂直于ac，指向左上方【解析】试题分析：根据电势的定义可知： 将wa=j，c代入式解得：（v） 由题意知将电荷从c点移到b点电场力做的