2019_2020学年高中物理第一章静电场第5节电势差练习新人教版.docx

第5节电势差基础达标练1一个点电荷，从静电场中的A点移到B点的过程中，静电力做功为零，则()AA、B两点的电场强度一定相等B作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的CA、B两点的电势差为零D点电荷一定沿直线从A点移到B点解析：选C由公式WABqUAB可知，若WAB0，则一定是UAB0，选项C正确2在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个q的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，静电力做的功为W，则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为()AEpAW，ABEpAW，ACEpAW，A DEpAW，A解析：选A依题意，q的检验电荷从电场的无限远处移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限远处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为EpAW，A点的电势A，选项A正确3.(多选)图示空间有一静电场，y轴上各点的场强方向沿y轴正方向竖直向下，两小球P、Q用长为L的绝缘细线连接，静止在轴上A、B两点两球质量均为m，Q球带负电，电荷量为q，A点距坐标原点O的距离为L，y轴上静电场场强大小E，剪断细线后，Q球运动到达的最低点C与B点的距离为h，不计两球间的静电力作用则()AP球带正电BP球所带电荷量为4qCBC两点间电势差为D剪断细线后，Q球与O点相距3L时速度最大解析：选BCD两球静止时，整体分析，由平衡得2mgFPFQ，又FQq，则FP，故P球受电场力向上，也带负电，故A错误；由A项分析知FP，故qP4q，且P带负电，故qP4q，故B正确；对Q从B到C过程根据动能定理得mghqU00，解得UBC，故C正确；当加速度为零时速度最大，则有mgq，解得y3L，即剪断细线后，Q球与O点相距3L时速度最大，故D正确4如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是()AA点电势大于B点电势BA、B两点的电场强度相等Cq1的电荷量小于q2的电荷量Dq1在A点的电势能小于q2在B点的电势能解析：选C由题意知点电荷Q带负电，所以有AB|UB|，移动两试探电荷克服电场力做功相等，有q1|UA|q2|UB|，所以q1EB，B错误；根据电场力做功与电势能变化的关系，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能，D错误5如图所示，a、b、c表示某点电荷产生的电场中的三个等势面，它们的电势分别为aU，b，c.一带电粒子(所受重力不计)从等势面a上某点由静止释放后，经过等势面b时速率为v，则它经过等势面c时的速率为()A.vB.vC2v D4v解析：选C带电粒子在运动过程中，只有电场力对粒子做功，根据功能定理得ab过程，有qUabmv2据题得UababU联立得qmv2ac过程，有qUacmvc2据题得UacacU联立得qmvc2由可得vc2v故选C.6如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是()A粒子在a点的加速度比在b点的加速度小B粒子在a点的动能比在b点的动能大C粒子在a点和在c点时速度相同D粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小解析：选D因a点处的等势面密集，故a点的电场强度大，故电荷在a点受到的电场力大于b点受到的电场力，结合牛顿第二定律可知，粒子在a点的加速度比在b点的加速度大，故A错误；由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知，粒子受到的电场力指向右侧，则从a到b电场力做正功，粒子动能增大，故B错误；速度是矢量，沿轨迹的切线方向，由图可知，粒子在a点和在c点时速度方向不相同，故C错误；粒子受到的电场力指向右侧，则从b到c电场力做负功，粒子的电势能增大，所以粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小，故D正确7.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等一个正电荷在等势面L3处的动能为20 J，运动到等势面L1处时动能为零；现取L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4 J时，它的动能为(不计重力及空气阻力)()A16 J B10 JC6 J D4 J解析：选C正电荷在电场中只受静电力的作用，在L3等势面时，动能为20 J，运动到L2等势面时其动能一定是10 J，此时电势能为零，此正电荷动能和电势能总和为10 J当它的电势能为4 J时，动能为6 J，选项C正确8.如图所示，平行于纸面的匀强电场中有三点A、B、C，其连线构成等边三角形，现将一电荷量为q1108 C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为W13106 J，将另一电荷量为q2108 C的负点电荷从A点移到C点，电荷克服电场力做功为W23106 J，设A点的电势A0.求B、C两点的电势解析：电势差等于电场力做功与电荷量的比值，UAB300 V，UAC300 V，A点电势为0，根据电势和电势差的关系可知，B点电势BUBAUAB300 V，C点电势CUCAUAC300 V.答案：300 V300 V能力提升练1(多选)一带正电的检验电荷，仅在电场力作用下沿x轴从x向x运动，其速度v随位置x变化的图象如图所示，xx1和xx1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大，则在x轴上()Axx1和xx1两处，电场强度相同Bxx1和xx1两处，电场强度最大Cx0处电势最低D从xx1运动到x过程中，电荷的电势能逐渐减小解析：选BD正检验电荷仅在电场力作用下沿轴从x向x运动，速度先减小后增大，所受的电场力先沿x轴方向，后沿x轴方向，电场线方向先沿x轴方向，后沿x轴方向，则知xx1和xx1两处，电场强度的方向相反，电场强度不同，故A错误；由vx图象的斜率反映电场强度的大小，xx1和xx1两处斜率最大，则电场强度最大，故B正确；由上知，电场线方向先沿x轴方向，后沿x轴方向，根据顺着电场线方向电势降低可知，电势先升高后降低，则x0处电势最高，故C错误；从xx1运动到x过程中，电场力沿x轴方向，则电场力做正功，电荷的电势能逐渐减小，故D正确2(多选)如图所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则()A带电粒子带负电 Ba、b两点间的电势差UabCb点场强大于a点场强 Da点场强大于b点场强解析：选ABC带电粒子运动到b点的速度为零，则电场力方向向上，带电粒子带负电，A选项正确；根据动能定理得，mghqUab0，解得Uab，B选项正确；带电粒子由a点运动到b点过程中，先加速运动后减速运动，开始时重力大于电场力，然后电场力大于重力，故b点场强大于a点场强，C选项正确，D选项错误3(多选)(2018全国卷)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点一电荷量为q(q0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是()A此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为C若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为D若W1W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差解析：选BD由于题目没有说明W1、W2的数量关系，故无法确定各点的电势高低，无法确定等势线，也就无法确定场强方向，选项A错误；W1qUabq(ab)，W2qUcdq(cd)，匀强电场中M、N为ac和bd的中点，所以M，N，可得MN，WMNqUMNq(MN)，选项B正确；无法确定电场强度是否沿cd方向，所以无法确定电场强度的大小是否为，选项C错误；若W1W2，即UabUcd，故abcd，所以acbd，又因为UaM，UbN，则UaMUbN，选项D正确4(多选)如图所示，一个电荷量为Q的点电荷甲，固定在粗糙绝缘水平面上的O点，另一个电荷量为q、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点时速度减小到最小值v.已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为，A、B间距离为L0，静电力常量为k，则下列说法中正确的是()AO、B间的距离为 B在点电荷甲产生的电场中，B点的场强大小为C点电荷乙在A点的电势能小于在B点的电势能D在点电荷甲产生的电场中，A、B间的电势差UAB解析：选AB设OBx.当速度最小时有：qEmg，又Ek，联立得：x，故A正确；当速度最小时有：qEmg，故可得点电荷甲在B点处的场强E，故B正确；由于电场力做正功，电荷乙的电势能减小，则点电荷乙在A点的电势能大于在B点的电势能，故C错误；点电荷从A运动到B过程中，根据动能定理有：qUABmgL0mv2mv02，故AB两点的电势差UAB，故D错误5如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电微粒(重力不计)，在匀强电场中A点的速度大小为v、方向与电场线垂直，在B点的速度大小为3v，已知A、B两点在平行电场线方向上的距离为d，求：(1)A、B两点的电势差；(2)电场强度的大小和方向解析：(1)根据动能定理有：Uqm(3v)2mv2.解得U.(2)由于微粒带正电，故电场强度的方向向右 .电场力做功，WqEdqU.解得E.答案：(1)(2)方向向右6.如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方与Q相距分别为h和0.25h，将另一