2019-2020学年高中物理 第1章 静电场 第5节 电势差课时训练（含解析）新人教版选修3-1

电势差基础达标一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求；第56题有多项符合题目要求)1下列说法正确的是()aa、b两点的电势差等于将正电荷从a点移到b点时电场力所做的功b电势差是一个矢量，因有正值与负值之分c由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关da、b两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以uabuba【答案】c【解析】从电势差的定义可知a项错误；从电势差的特性可知电势差是标量，有正负之分，b项错误；从电场力做功的特性及电势差的定义可知两点间电势差只与两点间的位置有关，c项正确；电势差可以反映出两点电势的高低，uabuba，故d项错误. 2如图所示，a、b是电场线上的两点，将一点电荷q从a点移到b点，电场力做功w，且知a、b间的距离为d，以下说法中正确的是()aa、b两点间的电势差为ba点的电场强度为ecb点的电场强度为eda点的电势为【答案】a【解析】由wqu和u，且a点的电势比b点的高，所以a项正确；由于不知该电场是否是匀强电场，电场力可能不为恒力，所以b、c项错；题中没有指明零电势点，所以d项错3(2019池州期末)一个带正电的质点，电荷量q2.0109 c，在静电场中由a点移动到b点，在这过程中，除电场力外，其他外力做的功为6.0105 j，质点的动能增加了8.0105 j，则a、b两点间的电势差uab为()a1104 v b1104 vc4104 v d7104 v【答案】a【解析】根据动能定理得quabw其他ek，得uab v1104 v故a正确，b、c、d错误4静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为a的a点运动至电势为b的b点若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷为()a. b.c. d.【答案】a【解析】根据动能定理：电场力做功wabquabq(ab)mvmv，所以，a正确5空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子从o点以速率v0射入电场，运动到a点时速率为2v0.现有另一电荷量q、质量m的粒子以速率2v0仍从o点射入该电场，运动到b点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则()a在o、a、b三点中，b点电势最高b在o、a、b三点中，a点电势最高co、a间的电势差比b、o间的电势差大do、a间的电势差比b、o间的电势差小【答案】ad【解析】正电荷从o点运动到a点，动能增大，电场力做正功，电势能减少，电势降低负电荷从o点运动到b点，速度增大，电场力做正功，电势能减少，电势升高故b点电势最高，a点电势最低，a正确，b错误；由动能定理有quoam(2v0)2mv，得uoa.qubom(3v0)2m(2v0)2，得ubo.由此可知，ubouoa，c错误，d正确6如图所示，xoy坐标系中，将一负检验电荷q由y轴上a点移至x轴上b点时，需克服电场力做功w；若将该检验电荷从a点移至x轴上的c点时，也需克服电场力做功w.那么关于此空间的静电场的说法，正确的是()a可能是电场强度方向沿x轴正方向的匀强电场 b可能是电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场 c可能是处于第象限某位置的正点电荷形成的电场 d可能是处于第i象限某位置的正点电荷形成的电场【答案】bd【解析】负检验电荷从a点移至b点或c点，电场力做相同的负功，所以b、c两点是电势相同，且比a点的电势低，所以可能是电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场，也可能是处于第i象限某位置的正点电荷形成的电场，b、d正确二、非选择题7. 如图所示是一匀强电场，已知场强e2102 n/c，现让一个电荷量为q4108 c的电荷沿电场方向从m点移到n点，mn间的距离 l30 cm，试求：(1)电荷从m点移到n点电势能的变化；(2)m、n两点间的电势差【答案】(1)电势能增加了2.4106 j(2)60 v【解析】(1)负电荷在该电场中所受电场力f为恒力，方向向左，因此从m点移到n点，电荷克服电场力做功，电势能增加，增加的电势能ep等于电荷克服电场力做的功w.电荷克服电场力做功为wqel410821020.3 j2.4106 j，故电势能增加了2.4106 j.(2)m、n两点间的电势差为umnv60 v，即m、n两点间的电势差为60 v.8如图所示，q为固定的正点电荷，a、b两点在q的正上方和 q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从a点由静止释放，运动到b点时速度正好又变为零若此电荷在a点处的加速度大小为g ，试求：(1)此电荷在b点处的加速度；(2)a、b两点间的电势差(用q和h表示)【答案】(1)3g，方向竖直向上(2)【解析】(1)设质量为m的正电荷电荷量为q，由牛顿第二定律得在a点时，mgmg，在b点时，mgmab，解得电荷在b点的加速度ab3g，方向竖直向上(2)点电荷q从a到b过程中，由动能定理mg(h0.25h)quab0，有uab.能力提升9(2018曲靖一模)如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一带电粒子在仅受电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，p、q是轨迹上的两点下列说法中正确的是()a带电粒子通过p点时的动能比通过q点时小b带电粒子一定是从p点向q点运动c带电粒子通过p点时的加速度比通过q点时小d三个等势面中，等势面a的电势最高【答案】a【解析】电场线与等势面垂直，受力指向轨迹凹侧且沿电场线，故受力向下从p到q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故p点的动能小于q点的动能，故a正确；无法判断粒子的运动方向，故b错误；由于相邻等势面之间的电势差相同，等势线密的地方电场线密场强大，故p点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故c错误；可根据质点判断出受力情况但不知道粒子所带电性，故无法判断等势面的电势高低，故d错误10(2019天津名校月考)一带负电的粒子，q2.0109 c，在静电场中由a点运动到b点，除电场力外，其他力做的功为6.0105 j，粒子动能增加了8.0105 j，则a、b两点间的电势差uab等于()a1104 v b1104 vc4104 v d4104 v【答案】b【解析】根据动能定理有quabw其他ek，解得uab v1104 v故a、c、d错误，b正确11(2019杭州名校期末)如图所示，两平行金属板a、b间为一匀强电场，a、b相距6 cm，c、d为电场中的两点(其中c点在金属板上)，且cd4 cm，cd连线和场强方向成60角已知电子从d点移到c点电场力做功为3.21017 j，求：(1)匀强电场的场强；(2)a、b两点间的电势差；(3)若a板接地，d点电势为多少？【答案】(1)1104 n/c(2)600 v(3)200 v【解析】(1)由题，dc电场力做正功wqelcdcos 60，e n/c1104 n/c.(2)电子在电场中平衡，受到的电场力方向向上，电子带负电，则场强方向为ab.a、b间电势差为uabedab1046102 v600 v.(3)a、d间电势差为uadedad110441020.5 v200 vad，a板接地，故a0，所以d200 v.12如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab5 cm，bc12 cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60角，一个电荷量为q4108 c的正电荷从a移到b，电场力做功为w11.2107 j求： (1)匀强电场的场强e；(2)电荷从b移到c，电场力做功w2；(3)a、c两点间的电势差uac.【答案】(1)60 v/m(2)1.44