鲁科版-选修3-1-第2章 电势能与电势差-第3节 电势差 全国公开课一等奖

同步练习★夯实基础1.下列说法中正确的是A.沿电场线的指向，场强一定越来越小B.沿电场线的指向，电势一定越来越低C.沿电场线方向移动电荷，电势能逐渐减小D.在电场力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动【解析】沿电场线的指向，场强不一定越来越小.也可能不变——匀强电场；也可能越来越大——孤立负点电荷的电场.沿电场线的方向移动正电荷，电场力做正功，电势能逐渐减小；沿电场线方向移动负电荷，电场力做负功，电势能逐渐增大.只在电场力作用下，初速为零的正电荷一定从电势高处向电势低处移动.若还有其他力的作用，或初速度不为零，则正电荷就不一定由高电势处向低电势处移动.【答案】B2.对于电场中A、B两点，下列说法正确的是A.电势差的定义式UAB=，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电量q成反比、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C.将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点间的电势差为1VD.若电荷由A点移到Bs点的过程，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功【解析】两点间的电势差由电场本身决定，与移动电荷无关.不管电荷受几个力，其电势能的变化总等于电场力所做的功.【答案】C图13—5—23.如图13-5-2所示，在同一条电场线上有A、B两点，已知将－q从A点移到B点，外力克服电场力做功，则电场线的方向是由______点指向______点的;A、图13—5—2图13—5—3图13—5—34.如图13-5-3所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是A.电势φA＞φB，场强EA>EBB.电势φA＞φB，场强EA<EBC.将电荷+q从A点移到B点电场力做了正功D.将电荷－q分别放在A、B两点时具有的电势能EA＞EB.【答案】BC、b为电场中的两点，且a点电势高于b点，则可知A.把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加B.把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少C.无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D.无论是否有电荷移动，a点电势能总是大于b点的电势能【解析】无论正电荷还是负电荷，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，因此A、B两选项都是正确的，C错误.对D选项，我们首先要清楚，在电场中某点放入电荷，这个电荷就具有电势能.像重力势能属于物体和地球构成的物理系统一样，电势能是由放人电场的电荷和电场共同决定的，不明确放在a、b点的电荷性质，不能比较其电势能高低；若a、b两点不放入电荷，单就电场中的某点，不存在电势能问题.因此D选项错误.【答案】AB6.图13-5-4所示为一负点电荷产生的电场中的A、B两点,两点间的电势差为150V.现有电荷量为7×10-6C的正电荷从B沿直线移到A,它的电势能变化多少?如果电荷从B沿图中曲线移到A,则它的电势能又变化多少?比较A、B两点的电势高低、场强大小.

【解析】当正电荷从B移到A,电场力做正功,电势能减小,电势能的变化△E=W=qU=7×10-6×150J=×10-3J.电场力做功与移动的路径无关,所以电荷从B沿曲线移到A,电势能的变化与上面的情况相同.由于电场是负电荷产生的,电场线的方向由B指向A,又电场线的方向指向电势降低的方向,所以φB＞φA.由点电荷场强公式可知A点的场强大于B点的场强,即EA＞EB.【答案】减小了×10-3J变化量不变φA＜φBEA＞EB.7.将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再将电荷从B点移到C点，电场力做了×10-5J的功，则A、C间的电势差为______V，电荷从A点移到B点再从B点移到C点的过程中，电势能变化了________J.【解析】在同一电场线上画出A、B、C三点的位置(如图所示)UAB=V=5V，UBC=V=－2V.则UAC=UAB+UBC=5V-2V=3V.ΔE＝qUAC＝-6×10-6×3J=×10-5J.电势能增加×10-5J.【答案】3；×10-58.如果把q＝×10-8C的正电荷，从无穷远移至电场中的A点，需要克服电场力做功W=×10-4J，那么：(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q未移入电场前A点的电势是多少?【解析】(1)克服电场力做功，电荷的电势能增加，可知q在A点的电势能为正值.EA=ΔE=W=×10-4J.φA=UA0=V=×104V(2)A点的电势由电场本身决定，与A点是否有电荷无关.所以q移人电场前，A点的电势仍为×104V.【答案】(1)×10-4V,×104V(2)×104V★提升能力9.在电场里，一个电子从A点移到B点，电场力做功30eV，已知B点的电势为110V，求A点的电势φA.【解析】由电场力做功W=qU，AB两点间电势差的大小U==30V电子从A点移到B点，电场力做正功，它的电势能减小，由于电场力对负电荷做正功时,负电荷一定是从低电势向高电势移动,所以φA＜φB，即：φB-φA=30VφA=φB-30V＝110V一30V＝80V.【答案】80V10.一个带正电的质点，电量q=×10-9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为×10-5J，质点的动能增加了×10-5J，则a、b两点间的电势差为×104V B.1×104V×104V ×104V【解析】设电场力做的功为W1，由动能定理有W1+W2=ΔEk解得W1＝8×10-5J-6×10-5J=2×10-5J.则Uab=V=1×104V【答案】B、B两带电小球,A固定不动,B的质量为m,电荷量为q,在库仑作用下,B由静止开始在水面上运动.已知开始时,A、B间的距离为L,B的加速度为a,经过一段时间后,B的加速度为a/4.此时A、B间距离为多少?已知此时B的速度为v,则在此过程中电荷电势能的减少量为多大?如果A不固定,且质量为2m,电荷量为2q,则同样当B的速度为v时,A、B两个电荷的电势能减少量又为多大?【解析】由牛顿第二定律F=ma和库仑定律F=k可知,小球B的加速度a∝.设小球B的加速度为a/4时两球间的距离为s,则有,解得s=2L.此过程电场力做正功,电荷的电势能减小,转化为B球的动能.则此过程中电荷电势能的