2024高中物理第一章电场第四节电势和电势差达标检测含解析粤教版选修3-1

PAGE5-第四节电势和电势差A级抓基础1.如图所示，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点电场力做负功D．将电荷－q分别放在a、b两点时具有的电势能Epa>Epb解析：电场线越密的地方电场强度越大，所以场强Ea<Eb，沿着电场线电势降低，所以电势φa>φb，故A、B错误；将－q电荷从A点移动到B点所受电场力和电场线方向相反，电场力做负功，故C正确；将－q电荷从A点移动到B点所受电场力和电场线方向相反，电场力做负功，电势能增加，所以将电荷－q分别放在a、b两点时具有的电势能Epa<Epb，故D错误．答案：C2．(多选)关于静电场的电场强度和电势，下列说法中正确的是()A．电场强度的方向到处与等电势面垂直B．电场强度为零的地方，电势也为零C．随着电场强度渐渐减小，电势也渐渐降低D．任一点的电场强度的方向总是指向该点电势着陆最快的方向解析：由于电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，故电场强度的方向与等势面垂直，A项正确；电场强度为零的地方电势不肯定为零，如等量同种正电荷连线的中点处的电场强度为零，但电势大于零，B项错误；电场强度的大小与电场线的疏密有关，而沿着电场线的方向电势渐渐降低，电场线的疏密与电场线的方向没有必定联系，C项错误；任一点的电场强度方向总是和电场线方向一样，沿电场线的方向是电势着陆最快的方向，D项正确．答案：AD3．在地面上插入一对电极M和N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场．恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点．下列说法中正确的是()A．P点场强比Q点场强大B．P点电势比Q点电势高C．P点电子的电势能比Q点电子的电势能大D．电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变解析：电场线密的地方电场强度大，所以P点场强比Q点场强小，故A错误；沿电场线方向电势降低，所以P点电势肯定高于Q点电势，故B正确；将电子从P点移到Q点，电场力做负功，电子的电势能增加，电子在Q点的电势能大，C错误；由于该电场是非匀强电场，E是改变的，由F＝qE可知，电子所受的电场力是改变的，故D错误．答案：B4.如图所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动到b点恰好速度为零，下列说法中正确的是()A．带电质点在a点受的电场力向上，在b点受的电场力向下B．a点的电势比b点的电势低C．a点的电场强度比b点的电场强度小D．带电质点在a点的电势能比在b点的电势能大解析：带电质点受两个力：重力和电场力．依据题意，起先时电场力大于重力，且方向向上．因为在一根电场线上，所以这两点的电场力方向都向上，故A错误；沿电场线方向电势渐渐降低，因为不知道电场的方向，所以无法推断电势的凹凸，B错误；在a点，电场力大于重力，到b点速度恰好为零，可知先加速后减速，所以b点所受的电场力小于重力，所以a点的电场强度比b点的电场强度大，C错误；电场力做正功，电势能降低，所以带电质点在a点的电势能比在b点的电势能大，D正确．答案：D5．依据如图所示电场线，可判定()A．该电场肯定是匀强电场B．A点的电势肯定低于B点的电势C．负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大D．负电荷放在B点所受电场力方向向右解析：由题图可知，该电场线为直线，在我们常接触的电场中，匀强电场的电场线为直线，但点电荷的电场线也是直线，故选项A错误；电势的凹凸可依据电场线的方向由高电势指向低电势推断，则φA＞φB，故选项B错误；由于φA＞φB，故正电荷在A点的电势能大，而负电荷在B点的电势能大，故选项C正确；负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反，故选项D错误．答案：CB级提实力6.如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列推断正确的是()A．1、2两点的场强相等B．1、3两点的场强相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等解析：依据电场线的疏密推断电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大，所以E1＞E2，E1＞E3，A、B均错误；电势是标量，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，且在同一等势面上电势相等，所以φ1＞φ2，φ2＝φ3，C错误，D正确．答案：D7.(多选)在金属球壳的球心有一个正点电荷，球壳内外的电场线分布如图所示，下列说法正确的是()A．M点的电场强度比K点的大B．球壳内表面带负电，外表面带正电C．摸索电荷－q在K点的电势能比在L点的大D．摸索电荷－q沿电场线从M点运动到N点，电场力做负功解析：电场线的疏密程度表示场强的强弱，所以M点的电场强度比K点的大，故A选项正确；因为金属球壳的球心有一个正点电荷，依据静电感应规律，负电荷受到正电荷的吸引力聚集在球壳内部，球壳外部有多余的正电荷，所以球壳内表面带负电，外表面带正电，故B选项正确；沿着电场线方向电势渐渐降低，K点的电势比L点的电势高，依据电势能的公式，摸索电荷－q的电势能：Ep＝φ(－q)，所以摸索电荷－q在K点的电势能比在L点的小，故选项C错误；摸索电荷－q的受力方向与场强方向相反，所以沿电场线从M点运动到N点，电场力做负功，故选项D正确．答案：ABD8．×10－9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10－9J，则M、N两点的电势φM、φN的关系是()A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0解析：取无穷远处电势φ∞＝0.对正电荷：W∞M＝0－EpM＝－qφM，φM＝eq\f(－W∞M,q)＝eq\f(－6.0×10－9J,q)；对负电荷：WN∞＝EpN－0＝－qφN，φN＝eq\f(－WN∞,q)＝eq\f(－7.0×10－9J,q)；所以φN＜φM＜0，选项C正确．答案：C9．(多选)两个等量的点电荷固定在A、B两点，四周电场的等势线分布如图中实线所示，a、b、c、d为等势线上的四点，已知c点电势比d点电势高，a、c两点关于A、B连线中点O对称，则下列说法正确的是()A．A、B两点处的点电荷均带正电B．a、b、c、d四点中，a点的电势最低C．a、c两点的场强大小相等，方向相同D．一个电子从a点移到d点电场力做正功解析：题图为等量异种点电荷电场的等势线分布，A错误；c点电势比d点电势高，故AB连线为该电场的一条电场线，场强方向向左，即B点处点电荷带正电，A点处点电荷带负电，a、b、c、d四点中，由沿电场线方向电势渐渐降低可知，b点的电势最低，B错误；依据对称性及等量异种电荷电场线分布特点可知a、c两点的场强大小相等，方向相同，C正确；一个电子从a点移到d点，电场力做正功，电势能减小，D正确．答案：CD10.在电场中一条电场线上有A、B两点，如图所示．若将一负电荷q＝2.0×10－7C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10－4J.(1)求电场方向；(2)求A、B两点的电势差，并指出哪一点电势高？(3)在这一过程中，电荷的电势能怎样改变？(4)如在这一电场中有另一点C，已知UAC＝500V，若把这一负电荷从B移至C，电场力做多少功？是正功还是负功？解析：(1)场强方向水平向右．(2)沿电场方向电势降低，故φA>φB，UAB＝eq\f(W,q)＝eq\f(－4.0×10－4,－2.0×10－7)V＝2000V.(3)ΔEp＝－W＝4.0×10－4J，故电势能增加了4.0×10－4J.(4)因为UAB＝2000V，UAC＝500V，所以UBC＝UAC－UAB＝－1500V，故WBC＝qUBC＝－2.0×10－7×(－1500)J＝3.0×10－4J.答案：见解析11．如图所示，倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中，在斜面上某点以初速度v0水平抛出一个质量为m的带正电小球，小球受到的电场力与重力相等，地球表面重力加速度为g，设斜面足够长，求：(1)小球经多长时间落到斜面上．(2)从水平抛出至落到斜面的过程中，小球的电势能削减了多少？解析：(1)小球在运动过程中，依据牛顿其次定律，得Eq＋mg＝ma，又Eq＝mg，得a＝2g.又由于小球做平抛运动，得竖直方向：y＝eq\f(1,2)at2，水平方向：x＝v0t，又eq\f(y,x)＝tanθ，联立解得t＝eq\f(v0tanθ,g).(2)y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2g×eq\