人教版高中物理必修三10.2 电势差同步练习

电势差同步练习一、单选题关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是(    )A.电势差是矢量，电场力做的功是标量B.在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大D.在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零在电场中将一带电荷量q=−1×10−9C的负电荷从B点移至A点时，克服电场力做功2×10−6J，将该电荷从A点移至C点，则需克服电场力做功3×A.5000 V B.3000 V C.2000 V D.1000 V电场中有a、b两点，已知φa=−500 V，φb=1 500 V，将电荷量为q=−4×10−9CA.负功8×10−6J B.正功8×10−6J C.如图中水平虚线表示某电场的一组互相平行的等势面，各等势面的电势值如图，则(    )A.在B处的场强方向是竖直向下的B.A，B两处场强EA和EBC.1 C的电荷量的正电荷从B到A，电场力做正功2 JD.负电荷从A移到B时电场力做负功对于电场中确定的A、B两点，关于表达式UAB=WABA.电势差Uab随着电场力所做的功WB.Wab随着检验电荷qC.检验电荷q的大小直接影响电势差UabD.电势差Uab由电场决定，与电场力做功WAB及检验电荷在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=−200V，则A、B、A.φA>φB>φC B.如图所示，正点电荷Q产生的电场中，已知A、B间的电势差为U，现将电荷量为q的正点电荷从B移到A，则(

)．A.外力克服电场力做功QU，电势能增加qUB.外力克服电场力做功qU，电势能增加QUC.外力克服电场力做功qU，电势能增加qUD.外力克服电场力做功QU，电势能减少QU如图所示，直角三角形△ABC处于匀强电场中，电场方向与三角形所在平面平行，D为A，C连线的中点，∠ACB=30°，BC=3 cm。将电荷量q=−4×10−6C的粒子从A点移到C点，静电力做功−2.4×10−5J；再将该粒子从CA.A，C两点间的电势差UAC=3 V B.A，B，C三点中C.过B点的电场线方向由D指向B D.匀强电场的电场强度为200 V/m如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa=50 V，φc=20 V，则a、c连线中点b的电势φA.等于35 V B.大于35 V C.小于35 V D.等于15 V如图所示，匀强电场中有一个半径R=2m的圆，该圆平面与电场方向平行，A、B、C、D四点将圆周等分为四段圆弧，已知A、B、O三点的电势分别为2 V、10 V、6 VA.C点的电势为2 VB.A、B两点间的电势差与D、C两点间的电势差相等C.该圆周上A点的电势最低D.电场的场强大小为4二、多选题如图所示的非匀强电场中，如果电量q=10−5C的点电荷仅在电场力的作用下由A点移动到B点，电场力做功为8×A.电场中A、B两点间的电势差800VB.点电荷由A点移到B点电势能增加了8×C.点电荷由A点移到B点电势能减少了8×D.电场中A、B两点的电势B点比A点高a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过A时的动能为2eV，从A到B的过程中电场力所做的功为4eV。A、B连线长为4 cm，连线与等势面c的夹角为30°如图。下列说法正确的是A.a、d等势面的电势差为6 VB.该电场电场强度大小为200 V/mC.该电子从平面a到d的过程电势能增加了6eVD.该电子经过平面d时的速率是经过a时的2倍如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V.实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，已知：带电粒子带电量为0.01C，在a点处的动能为0.5J，则该带电粒子A.在b点处的动能为零 B.在b点处的电势能为0C.一定是带正电 D.在c点处的动能为0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=-2×10-6

C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了A.B，C两点的电势差UBC=B.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三、计算题在绝缘水平面上，存在着一电场，电场强度方向平行于水平面，其电势φ随位置x变化如图所示，xAO=xOB=x0，一质量为m，带电量为−q的小滑块(可视为质点)以某一初速度从A点出发，沿AB直线向B运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n>1)，到达(1)小滑块在A点时的初速度．(2)OB两点间的电势差UOB(3)小滑块运动的总路程s．如图所示，质量为m，电荷量为q的粒子以速度v0垂直于电场方向从P点射入匀强电场。粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30º角。已知匀强电场的宽度为d。不计重力作用。求：(1)粒子在电场中运动的时间；(2)此匀强电场的场强大小E；(3)P、Q两点的电势差U。电场中某区域的电场线如图所示，A、B是电场中的两点，一个电荷量q=+2.0×10−8C的点电荷在A点所受电场力FA=3.0×10−4N(1)请在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向；(2)A点电场强度的大小EA(3)A、B两点间的电势差UAB．在电场中将点电荷q=−1.0×10−6C的由A点移到B点，克服静电力做了2×10−6J的功，再将该点电荷由(1)试求A、C两点间的电势差UAC(2)若A点的电势为φA=1V，试求C答案和解析1.【答案】B【解析】【分析】电势差等于电势之差，是标量，根据UAB解决本题的关键是知道电势差的定义，知道电势差与电场力做功的关系。【解答】A.电势差是标量，电场力做功也是标量。故A错误。B.根据UAB=WC.两点间的电势差与移动的电荷无关，由电场决定。故C错误。D.根据UAB=W故选B。2.【答案】A【解析】【分析】电势差和电场力做功的关系为U12=W12q，电势差与电势之间的关系为：U此题考查电场力做功与电势差之间的关系，在应用公式的时候注意功的正负和电荷的正负即可。【解答】由U12=W12q得：UAB=WABq=2×10−6−1×10−9=−2000V；UAC故选A。3.【答案】B【解析】【分析】本题考查电场力做功的公式，W=qU以及电势差和电势的关系。根据计算电场力做功的公式求解。【解答】电场力做功W=qUab=qφa故选B。4.【答案】C【解析】【分析】根据电场线与等势面垂直，且由电势高处指向电势低处，判断出电场强度的方向，并判断出此电场中匀强电场，根据电场力方向与位移方向的关系判断电场力做功正负。对于电场线和等势面之间的关系要掌握牢固，本题也可以作出电场线，再进行判断。【解答】A.根据电场线与等势面垂直，且由电势高处指向电势低处，可知电场线方向应竖直向上，则B处的场强方向是竖直向上，故A错误；

B.图中等差等势面疏密均匀，则电场线疏密也均匀，说明此电场是匀强电场，场强处处相同，故B错误；

C.根据电场力做功公式W=qU得：1C的正电荷从B到A，电场力做功为WAB=qUD.负电荷所受的电场力方向竖直向下，则负电荷从A移到B时电场力做正功，故D错误。故选C。5.【答案】D【解析】解：ACD.电势差的定义式为UAB=WABqB、电场力做功是与路径无关，只由初末位置的电势差有关；故B错误。故选：D。电势差的定义式UAB=WABq，是比值定义法，电势差UAB与电场力做功WAB本题要抓住电势差的定义式UAB=W6.【答案】C【解析】【分析】本题主要考察电势差与电势的关系，只要掌握UAB=φA−本题根据电势差与电势的关系：UAB=φA−【解答】由题意，UAB=φUBC=φ又UAC=U故有：φC>φA>故选C。7.【答案】C【解析】【分析】电场力做功公式W=qU，电荷克服电场力做功多少，电势能就增加多少．此题要掌握电场力做功的计算公式W=qU，知道电场力做功和电势能的变化关系等知识点．【解答】根据顺着电场线的方向，电势依次降低，可知UBA<0，那么正点电荷从B移动到A过程中，电场力做功为W=qUBA<0故选：C。8.【答案】D【解析】【分析】根据电场力做功与电势差的关系W=qU，求出AC间的电势差、BC间的电势差；找出等势线，结合电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势，作出电场线，根据E=U解决本题的关键是知道电场力做功与电势差的关系，掌握电场强度与电势差的关系。知道电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势。【解答】A.根据U=Wq知，AC两点间的电势差为：UACB.将该粒子从C点移到B点，其电势能减少1.2×10−5J，说明电场力做正功1.2×10−5J，则UCB=WCBq=1.2×10−5C.由UAC=6V，UBC=−UCB=3VD.由几何关系知，A到BD的垂直距离为：d=ABcos30°=BCsin故选D。9.【答案】C【解析】解：由图看出，ab段电场线比bc段电场线密，故ab段场强较大，根据公式U=Ed可知，a、b间电势差Uab大于b、c间电势差Ubc，即：得到：φb故选：C。由图看出，ab段电场线比bc段电场线密，ab段场强较大，根据公式U=Ed定性分析a、b间与b、c间电势差的大小，再求解中点b的电势φc本题的关键是运用匀强电场中场强与电势差的公式定性分析电势差的大小。属于常规题。10.【答案】B【解析】【分析】连接AB，经O点作AB的垂线交AB于P点，则P点为AB的中点，其电势为φP=φA+φB2=6本题是匀强电场中的电场强度和电势差的关系的常规题目的考查，关键是找出等势线，做出电场线。【解答】A.连接AB，经O点作AB的垂线交AB于P点，则P点为AB的中点，其电势为φP=φA+φB2=6V，即P点与O点的电势相等，OP为等势线，场强沿着B.AB与DC都与电场方向平行，且长度相等，所以A、B两点间的电势差与D、C两点间的电势差相等，B项正确；C.过O点作OP的垂线，交圆周于M点，该圆周上M点的电势最低，C项错误；D.电场的场强大小E=UPAPA故选B。11.【答案】AC【解析】【分析】根据电场力做功公式W=qU求解A、B两点间的电势差，可以判断A、B的高低；电场力做功多少，电荷的电势能就减小多少；由电场线的疏密判断出场强的大小，再分析电场力的大小。本题考查电势差、电场强度、电场力等知识，比较简单。对于电场力做功，抓住与重力做功相似性记忆。【解答】AD.A、B两点间的电势差UAB=WABq=8×10−310−5BC.正电荷由A点移动到B点，电场力做功为8×10−3J，电势能减小了8×10−3J故选AC。12.【答案】BD【解析】【分析】根据只有电场力做功，动能与电势能之和不变，当电场力做负功时，动能转化为电势能，在电势为零处，电势能为零，从而即可一一求解。本题考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变。【解答】AC.电子从A到B的过程中电场力做功4eV，则电场力的方向竖直向下，电场方向竖直向上，从A到B电势降低，匀强电场内间距相等的等势面之间的电势差相等，设相邻等势面间的电势差为U，则Uac=2U，又Wac=−eUac，联立解得：，故Uad=3U=−6VB.A、B连线长为4 cm，连线与等势面c的夹角为30°，可得等势面ac的距离为2cm，故该电场电场强度大小为E=U2cm=200V/mD.电子由等势面a到等势面d过程中，有Eka−Uad·e=Ekd，可得Ekd=8eV，根据E13.【答案】BCD【解析】【分析】解决本题要掌握匀强电场电场线、等势面分布的特点，知道物体做曲线运动时合力指向轨迹弯曲内侧，并能灵活运用这些知识分析带电粒子在电场中运动的问题。【解答】AB.总能量守恒由a点处可以知道E=0.01x10+0.5=0.6J，则b点处的动能为：0.6−0.3=0.3J，故A错误；B正确；

C.

场强方向向上，电场力向上，则为正电荷；故C正确；D.C点处的动能为为0.6−0.01x20=0.4J，则D正确。故选BCD。14.【答案】CD【解析】【分析】根据W=qU可求出B、C两点间的电势差，根据电场力做功与电势能的变化关系可求出A、B两点的电势差。然后找出等势线，即可确定电场线的方向，再根据E=U本题的关键在于找出等势线，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E=Ud中【解答】A.由B移到C的过程中电场力做功6×10−6J，根据W=qU得B、C两点的电势差为：UB.点电荷由A移到B的过程中，电势能增加1.2×10−5J，根据电场力做功与电势能的变化关系知，点电荷由A移到B的过程中，电场力做功WAB=−1.2×10−5J，则A、B两点的电势差C.UCA=−UAC=−UAB+UD.由以上知UAB=6V，UAC=3V，设AB连线的中点为D，可知UAD=3V，故CD连线为等势线，所以电场强度方向沿着AB方向由A指向B，由几何关系知故选CD。15.【答案】解：(1)小滑块从A滑到B，因电场力不做功，由动能定理得−2f因此小滑块在A点时的初速度vA(2)小滑块第一次从A滑到O，由动能定理得−f因此UOB(3)小滑块最终停在O点，由动能定理