2024-2025学年高中物理第一章静电场课时提升作业五1.5电势差新人教版选修3-1

PAGEPAGE1课时提升作业五电势差(20分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分)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 ()A.A、B两点的电场强度肯定相等B.作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的C.A、B两点的电势差为零D.点电荷肯定沿直线从A点移到B点【解析】选C。由公式WAB=qUAB可知，若WAB=0，则肯定是UAB=0，选项C正确。【补偿训练】如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10-9C的正点电荷从A经B、C到达D点，则从A至D，电场力对电荷做的功为 ()A.4.8×10-8JB.-4.8×10-8JC.8.0×10-8JD.-8.0×10-8J【解析】选B。UAD=φA-φD=-40-(-10)V=-30V。所以WAD=qUAD=1.6×10-9×(-30)J=-4.8×10-8J。2.在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个-q的摸索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，则摸索电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为 ()A.EpA=-W，φA=Wq B.EpC.EpA=W，φA=Wq D.Ep【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EpA=-W，A点的电势φA=EpA-q=Wq3.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20J，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4J时，它的动能为(不计重力及空气阻力) ()A.16JB.10JC.6JD.4J【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20J，运动到L2等势面时其动能肯定是10J，此时电势能为零，此正电荷动能和电势能总和为10J。当它的电势能为4J时，动能为6J，选项C正确。4.(多选)如图所示，M、N是电场中某一条电场线上的两点，若负电荷由M移到N时，电荷克服静电力做功，下列说法中不正确的是 ()A.M点和N点之间肯定有电势差B.M点的电场强度肯定大于N点的电场强度C.电场线的方向从M指向ND.M点的电势大于N点的电势【解析】选A、C、D。负电荷从M移到N时，电荷克服静电力做功，则负电荷所受的静电力的方向是从N到M，则电场线的方向为由M指向N。推断知选项A、C、D正确，B错误。二、非选择题(22分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)5.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34g，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)。【解析】(1)这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q，由牛顿其次定律知，在A点时mg-kQqh2=m·3在B点时kQq(0.25h解得aB=3g，方向竖直向上，q=mgh(2)从A到B过程，由动能定理mg(h-0.25h)+qUAB=0，故UAB=-3kQh答案：(1)3g，方向竖直向上(2)-3kQ【实力挑战区】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改变的图象如图所示，x=x1和x=-x1处，图线切线的斜率肯定值相等且最大，则在x轴上 ()A.x=x1和x=-x1两处，电场强度相同B.x=x1和x=-x1两处，电场强度最大C.x=0处电势最低D.从x=x1运动到x=+∞过程中，电荷的电势能渐渐减小【解析】选B、D。正检验电荷仅在电场力作用下沿x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x=x1和x=-x1两处，电场强度的方向相反，电场强度不同，故A错误；由v-t图象的斜率确定电场强度的大小，x=x1和x=-x1两处斜率最大，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，依据顺着电场线方向电势降低可知，电势先上升后降低，则x=0处电势最高，故C错误；从x=x1运动到x=+∞过程中，电场力沿+x轴方向，则电场力做正功，电荷的电势能渐渐减小，故D正确。【总结提升】等量电荷问题中的图象(1)两个等量正点电荷位于垂直于x轴的连线上，相对原点对称分布，选无穷远处电势为零。x轴上电场强度E、电势φ的改变规律如图所示。(2)两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，x轴上电场强度E、电势φ的改变规律如图所示。【补偿训练】1.(多选)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v-t图象如图所示，则下列说法中正确的是 ()A.A处的电场强度肯定大于B处的电场强度B.粒子在A处的电势能肯定大于在B处的电势能C.C、D间各点电场强度和电势都为零D.A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差【解析】选A、B。由图知粒子在A处的加速度大于在B处的加速度，因a=qEm，所以EA>EB，A对；粒子从A到B动能增加，由动能定理知电场力必做正功，电势能必减小，B对；同理由动能定理可知A、C两点的电势相等，UAB=UCB，D错；仅受电场力作用的粒子在C、D间做匀速运动，所以C、D间各点电场强度均为零，但电势是相对于零势点而言的，可以不为零，C2.如图所示，虚线方框内为一匀强电场，A、B、C为该电场中的三个点，已知φA=12V，φB=6V，φC=-6V，试在方框内作出该电场示意图(即画出几条电场线)，要保留作图时所用的协助线。若将一个电子从A点移到B点，静电力做多少电子伏特的功？【解析】由于是匀强电场，故AC连线上等间距的点其电势差相等，故AC连线三等分点之一D点与B点等势，BD连线组成等势面，电场线与BD垂直，且指向电势降低的方向(如图所示)。W=qUAB=-e(φA-φB)=-6eV.答案：图见解析-6eV2.某次发生雷电时，两块云间的电势差为109V，从一块云移至另一块云的电荷量为