高二【物理（人教版）】靜電場(chǎng)中的能量復(fù)習(xí)-練習(xí)題

課程基本信息課例編號(hào)2020QJ11WLRJ015學(xué)科物理年級(jí)高二學(xué)期第一學(xué)期課題靜電場(chǎng)中的能量復(fù)習(xí)教科書書名：普通高中教科書《物理》必修第三冊(cè)出版社：人民教育出版社出版日期：2019年6月學(xué)生信息姓名學(xué)校班級(jí)學(xué)號(hào)課后練習(xí)1．如圖甲所示，A、B是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一個(gè)負(fù)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放，僅在靜電力的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示。（1）請(qǐng)判斷該負(fù)電荷在A、B兩點(diǎn)電勢(shì)能的大小以及A、B兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。（2）比較A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。2．是否存在如圖所示的電場(chǎng)，電場(chǎng)線相互平行，但間距不相等？請(qǐng)說(shuō)明理由。3．如圖所示，三個(gè)同心圓是點(diǎn)電荷Q周圍的三個(gè)等勢(shì)面，A、B、C分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn)。已知這三個(gè)圓的半徑關(guān)系為rC－rB＝rB－rA，且這三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上?，F(xiàn)將一個(gè)電荷量q為1.6×10-6C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，其電勢(shì)能減少1.92×10-5J，若取C點(diǎn)的電勢(shì)為0，A點(diǎn)的電勢(shì)為多少？UAB和UBC是否相等？4.有一個(gè)平行板電容器，電容是1.5×10-4μF，所帶電荷量為6×10-8C。如果兩板間的距離為1mm，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度是多少？5.如圖所示，將帶負(fù)電的試探電荷沿著等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，再沿連線從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)。在此全過(guò)程中，試探電荷所受的靜電力如何變化？所經(jīng)過(guò)各點(diǎn)處的電勢(shì)如何變化？試探電荷的電勢(shì)能如何變化？6.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將電荷量為－6×10-6C的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做了－2.4×10-5J的功，再?gòu)腂點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做了1.2×10-5J的功。已知電場(chǎng)的方向與△ABC所在的平面平行。（1）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB和B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBC分別為多少？（2）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)為0，則A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)分別為多少？（3）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出過(guò)B點(diǎn)的電場(chǎng)線方向，并說(shuō)明理由。7.如圖所示，單刀雙擲開關(guān)S原來(lái)跟2相接，從t＝0開始，開關(guān)改接1，得到流過(guò)電路中P點(diǎn)的電流隨時(shí)間變化的I-t圖像（圖甲），電容器兩極板的電勢(shì)差UAB隨時(shí)間變化的圖像（圖乙）。t＝2s時(shí)，把開關(guān)改接2，請(qǐng)?jiān)贗-t圖像和UAB-t圖像中畫出之后2s時(shí)間內(nèi)圖像的大致形狀。參考答案1．答案：（1）EpA>EpBφ解析：由v-t圖像可知，負(fù)電荷從A點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向由B指向A，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，所以φB>φA；根據(jù)Ep=qφ可知，負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能小，所以Ep由v-t圖像可知，負(fù)電荷從A點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，加速度越來(lái)越小，則電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越小，所以EB2．解析：不存在。如果存在這樣的電場(chǎng)，根據(jù)等勢(shì)面的特點(diǎn)，它的等勢(shì)面AC、BD如圖所示，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB應(yīng)該等于C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差UCD。從圖中很明顯可以看出A、B兩點(diǎn)的距離dAB等于C、D兩點(diǎn)的的距離dCD。而A、B間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C、D間的電場(chǎng)強(qiáng)度。根據(jù)U＝Ed，可得UAB大于UCD。這與前面的結(jié)論相矛盾。所以電場(chǎng)線相互平行，但間距不等的電場(chǎng)是不存在的。3．答案：12V，不相等解析：由電勢(shì)的定義有，點(diǎn)電荷電場(chǎng)中AB段的電場(chǎng)強(qiáng)度大于BC段的電場(chǎng)強(qiáng)度，由U＝Ed分析知，UAB>UBC。本題運(yùn)用U＝Ed定性分析，需注意不可想當(dāng)然地認(rèn)為距離相等的等勢(shì)面之間電勢(shì)差就一定相等。4．答案：解析：因?yàn)楹退?．答案：從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力增大，方向垂直于A、B連線向上；從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力增大，方向沿B、C連線指向正點(diǎn)電荷Q。從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)不變；從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)升高。從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能不變；從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能減少。解析：由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布情況知，帶負(fù)電的試探電荷沿著等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，試探電荷所受的靜電力逐漸增大，方向不變，一直垂直于A、B連線向上；試探電荷再沿連線從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，試探電荷所受的靜電力增大，方向不變，一直沿B、C連線指向正點(diǎn)電荷Q。從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)不變；從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)逐漸升高。帶負(fù)電的試探電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力不做功，電勢(shì)能不變；從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力做正功，電勢(shì)能逐漸減少。6．答案：（1）4V，－2V；（2）4V，2V；（3）如圖所示。解析：（1）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為。B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為。（2）因?yàn)閁AB＝φA－φB，UBC＝φB－φC，而φB＝0，所以φA＝4