高中物理 1.5電勢(shì)差同步練習(xí) 新人教版選修3-1

1、 5電勢(shì)差A(yù)組1.如圖所示,MN是電場(chǎng)中某一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),若負(fù)電荷由M移到N時(shí),電荷克服靜電力做功,下列說(shuō)法中不正確的是()A.M點(diǎn)和N點(diǎn)之間一定有電勢(shì)差B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.電場(chǎng)線的方向從M指向ND.M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)解析:負(fù)電荷從M移到N時(shí),電荷克服靜電力做功,則負(fù)電荷所受的靜電力的方向是從N到M,則電場(chǎng)線的方向?yàn)橛蒑指向N。判斷知選項(xiàng)A、C、D正確,B錯(cuò)誤。答案:B2.一個(gè)點(diǎn)電荷,從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中,靜電力做功為零,則()A.a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等B.作用于該點(diǎn)電荷的靜電力與其移動(dòng)方向總是垂直的C.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為零D.點(diǎn)電荷一定沿

2、直線從a點(diǎn)移到b點(diǎn)解析:由公式Wab=qUab可知,若Wab=0,則一定是Uab=0。選項(xiàng)C正確。答案:C3.(多選)對(duì)于電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.電勢(shì)差的定義式UAB=,說(shuō)明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與靜電力做功WAB成正比,與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比B.把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做正功,則有UAB>0C.電勢(shì)差的定義式UAB=中,UAB與移動(dòng)的電荷量q無(wú)關(guān)D.電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于把正電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)靜電力所做的功解析:電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差是一個(gè)定值,與靜電力對(duì)電荷做的功及其帶的電荷量多少無(wú)關(guān),故選項(xiàng)A錯(cuò),C對(duì);由UAB=知,靜電力對(duì)正電荷做正功,

3、則電勢(shì)差為正,即選項(xiàng)B對(duì);電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB在數(shù)值上等于把單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)靜電力所做的功,故選項(xiàng)D錯(cuò)。答案:BC4.在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中有一點(diǎn)A,當(dāng)一個(gè)-q的試探電荷從電場(chǎng)的無(wú)限遠(yuǎn)處被移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí),靜電力做的功為W,則試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能及電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)分別為()A.EpA=-W,A=B.EpA=W,A=-C.EpA=W,A=D.EpA=-W,A=-解析:靜電力做正功,電勢(shì)能減少;靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,且A=。答案:A5.如圖所示,a、b、c三條虛線為電場(chǎng)中的等勢(shì)面,等勢(shì)面b的電勢(shì)為零,且相鄰兩個(gè)等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。一個(gè)帶正電的粒子在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為1

4、0 J,在靜電力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度為零,當(dāng)這個(gè)粒子的動(dòng)能是7.5 J時(shí),其電勢(shì)能為()A.12.5 JB.2.5 JC.0 JD.-2.5 J解析:根據(jù)題意,帶電粒子從等勢(shì)面a運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面c,靜電力做功-10 J,則粒子從等勢(shì)面a運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面b時(shí),靜電力做功-5 J,粒子的動(dòng)能是5 J,此時(shí)粒子的電勢(shì)能為零,帶電粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能和動(dòng)能之和是守恒的,為5 J,當(dāng)動(dòng)能為7.5 J時(shí),其電勢(shì)能為-2.5 J。答案:D6.(多選)如果在某電場(chǎng)中將電荷量為5.0×10-4 C的正電荷,僅在靜電力作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功為2.0×10-3 J,則()A.電荷在B點(diǎn)的

5、動(dòng)能比在A點(diǎn)的動(dòng)能小2.0×10-3 JB.電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在A點(diǎn)的電勢(shì)能小2.0×10-3 JC.A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為-4 VD.若在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)q=1.0×10-4 C的負(fù)電荷,電荷將克服靜電力做4.0×10-4 J的功解析:由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做正功,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減少,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB= V=4 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)q=1.0×10-4 C的負(fù)電荷,靜電力做功W=qU=-1.0×10-4×4 J=-4.0×10-4 J,選項(xiàng)D正確。答案:BD7.

6、(多選)如圖所示,在A點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,設(shè)AB所在的電場(chǎng)線豎直向下,A、B間的高度差為h,則()A.帶電粒子帶負(fù)電B.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=C.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度D.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度解析:帶電粒子由A到B的過(guò)程中,重力做正功,而動(dòng)能沒(méi)有增大,說(shuō)明靜電力做負(fù)功。根據(jù)動(dòng)能定理有mgh-qUab=0,解得A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UAB=。因?yàn)锳點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì),UAB>0,所以粒子帶負(fù)電,選項(xiàng)A、B皆正確。帶電粒子由A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在重力和靜電力共同作用下,先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng);因?yàn)橹亓楹懔?所以靜電力為變

7、力,且靜電力越來(lái)越大;由此可見(jiàn)B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。答案:ABC8.(多選)空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),有一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0?，F(xiàn)有另一電荷量為-q、質(zhì)量為m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0。若忽略重力的影響,則()A.在O、A、B三點(diǎn)中,B點(diǎn)電勢(shì)最高B.在O、A、B三點(diǎn)中,A點(diǎn)電勢(shì)最高C.O、A間的電勢(shì)差比B、O間的電勢(shì)差大D.O、A間的電勢(shì)差比B、O間的電勢(shì)差小解析:正電荷從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),動(dòng)能增大,靜電力做正功,電勢(shì)能減少,電勢(shì)降低;負(fù)電荷從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),速度增大,

8、靜電力做正功,電勢(shì)能減少,電勢(shì)升高,故B點(diǎn)電勢(shì)最高,A點(diǎn)電勢(shì)最低,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理有qUOA=m(2v0)2-,得UOA=;qUBO=m(3v0)2-m(2v0)2,得UBO=,由此可知UBO>UOA,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。答案:AD9.如圖所示的電場(chǎng)中,已知A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=-20 V。(1)電荷量q=+5×10-9 C的點(diǎn)電荷Q由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),靜電力所做的功是多少?(2)若電荷量q=+5×10-9 C的點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)的電勢(shì)能為EpA=5×10-8 J,B點(diǎn)的電勢(shì)是多少?解析:(1)WAB=qUAB=5×10-9×

9、;(-20) J=-1×10-7 J。(2)A= V=10 VB=A-UAB=10 V-(-20 V)=30 V。答案:(1)-1×10-7 J(2)30 VB組1.如圖所示,a、b是電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),將一點(diǎn)電荷q從a點(diǎn)移到b點(diǎn),靜電力做功W,且知a、b間的距離為d,以下說(shuō)法中正確的是()A.a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為B.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=C.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=D.a點(diǎn)的電勢(shì)為解析:由W=qU知a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=,所以選項(xiàng)A正確;由于不知該電場(chǎng)是否是勻強(qiáng)電場(chǎng),靜電力可能不為恒力,所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;題中沒(méi)有指明零電勢(shì)點(diǎn),所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:A2.如圖所示,實(shí)線為電場(chǎng)線

10、,虛線為等勢(shì)面,相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。一個(gè)正電荷在等勢(shì)面L3處的動(dòng)能為20 J,運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面L1處時(shí)動(dòng)能為零;現(xiàn)取L2為零電勢(shì)參考平面,則當(dāng)此電荷的電勢(shì)能為4 J時(shí),它的動(dòng)能為(不計(jì)重力及空氣阻力)()A.16 JB.10 JC.6 JD.4 J解析:正電荷在電場(chǎng)中只受靜電力的作用,在L3時(shí),動(dòng)能為20 J,運(yùn)動(dòng)到L2等勢(shì)面時(shí)其動(dòng)能一定是10 J,此時(shí)電勢(shì)能為零,此正電荷動(dòng)能和電勢(shì)能總和為10 J。當(dāng)它的電勢(shì)能為4 J時(shí),動(dòng)能為6 J,選項(xiàng)C正確。答案:C3.(多選)如圖所示,帶電粒子在電場(chǎng)中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),圖中實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,則可判定()A.粒子帶負(fù)電B.粒子的電勢(shì)

11、能不斷減少C.粒子的動(dòng)能不斷減少D.粒子在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度解析:粒子做曲線運(yùn)動(dòng),曲線向受力的方向彎曲,所以靜電力沿電場(chǎng)線切線方向的反方向,因此粒子帶負(fù)電,靜電力對(duì)電荷做負(fù)功,電勢(shì)能增加,動(dòng)能減少;再根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可以判斷B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,粒子在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度。答案:ACD4.如圖所示,三個(gè)等勢(shì)面上有a、b、c、d四點(diǎn),若將一正電荷由c經(jīng)a移到d,靜電力做正功W1,若由c經(jīng)b移到d,靜電力做正功W2,則()A.W1>W21>2B.W1<W21<2C.W1=W21<2D.W1=W21>2解析:由W=Uq可知,W1=W2。由Wcd=Ucd·q,Wcd>0,q>0,可知Ucd>0,故1>2>3,選項(xiàng)D正確。答案:D5.如圖所示,Q為固定的正點(diǎn)電荷,A、B兩點(diǎn)在Q的正上方與Q相距分別為h和0.25h,將另一點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱恪Ｈ舸穗姾稍贏點(diǎn)處的加速度大小為g,試