新教材2024版高中物理第1章靜電場(chǎng)的描述第5節(jié)電勢(shì)差及其電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課后提升訓(xùn)練粵教版必修第三冊(cè)

第一章第五節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(多選)如果在某電場(chǎng)中將電荷量為5.0×10-4C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2.0×10-3J，則()A．電荷在B點(diǎn)的動(dòng)能比在A點(diǎn)的動(dòng)能小2.0×10-3JB．電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在A點(diǎn)的電勢(shì)能小2.0×10-3JC．A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為－4VD．若在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)q＝1.0×10-4C的負(fù)電荷，電荷將克服靜電力做4.0×10-4J的功【答案】BD【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，故A錯(cuò)誤，B正確；A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB＝eq\f(WAB,q)＝4V，故C錯(cuò)誤；在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)q＝1.0×10-4C的負(fù)電荷，靜電力做功W＝qU＝－1.0×10-4×4J＝－4.0×10-4J，故D正確．2．如圖所示，線段AB表示電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子僅在靜電力作用下沿電場(chǎng)線向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度為v0，一段時(shí)間后到達(dá)與A相距為d的B點(diǎn)，速度減為0.下列判斷正確的是()A．A點(diǎn)電勢(shì)一定高于B點(diǎn)電勢(shì)，可以求出A點(diǎn)電勢(shì)B．A點(diǎn)電勢(shì)一定高于B點(diǎn)電勢(shì)，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2q)C．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，從A到B過程中靜電力做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)D．粒子在A點(diǎn)受到的靜電力一定等于在B點(diǎn)受到的靜電力【答案】B【解析】由A點(diǎn)到B點(diǎn)，粒子的速度減小，則粒子所受的靜電力向左，因粒子帶負(fù)電，故電場(chǎng)線方向向右，A點(diǎn)電勢(shì)一定高于B點(diǎn)電勢(shì)，由動(dòng)能定理得qUAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2q)，但求不出A點(diǎn)的電勢(shì)，A錯(cuò)誤，B正確；帶負(fù)電的粒子在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大，故粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，從A到B過程中靜電力做的功為－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，C錯(cuò)誤；通過一條電場(chǎng)線無法判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，故無法比較在A、B兩點(diǎn)處受到的靜電力的大小，D錯(cuò)誤．3．(多選)如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，且AB＝BC，電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢(shì)分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有()A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EAC．UAB＜UBC D．UAB＝UBC【答案】ABC【解析】沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，A正確；電場(chǎng)線密處電場(chǎng)強(qiáng)度大，B正確；AB處的場(chǎng)強(qiáng)小于BC處的場(chǎng)強(qiáng)，且AB＝BC，故C正確，D錯(cuò)誤．4．(2023年潮州名校段考)某電場(chǎng)區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖，在電場(chǎng)中有A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)，下面說法正確的是()A．EA>EB B．EC>EDC．φA<φB D．φC<φD【答案】B【解析】根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可得EA<EB，EC>ED，故A錯(cuò)誤，B正確；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，所以φA>φB，φC>φD，故C、D錯(cuò)誤．5．一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)所帶電荷量q＝2.0×10-9C，在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，在這一過程中，除電場(chǎng)力外，其他力做的功是6.0×10-5J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0×10-5J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab為()A．1×104V B．3×104VC．4×104V D．7×104V【答案】A【解析】以帶正電的質(zhì)點(diǎn)為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)能定理有Wab＋W其他＝ΔEk①，又Wab＝qUab②.由①②兩式解得Uab＝eq\f(ΔEk－W其他,q)＝eq\f(8.0×10-5－6.0×10-5,2.0×10-9)V＝1.0×104V，故A正確．6．(2023年廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一平行四邊形ABCD，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA＝12V，φB＝8V，φC＝2V，則D點(diǎn)的電勢(shì)為()A．8V B．6VC．4V D．1V【答案】B【解析】由于是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以UAB＝UDC，即φA－φB＝φD－φC，得φD＝6V．故選B.7．如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E＝100V/m，A、B兩點(diǎn)相距10cm，則UAB值為()A．－10V B．10VC．－1000V D．1000V【答案】B【解析】A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UAB＝EdAB＝100×0.1V＝10V，故B正確．8．某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn)，則()A．一正電荷從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功B．一電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為15eVC．b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面，方向向左D．a(chǎn)、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大【答案】B【解析】因d、e兩點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上，可知d、e兩點(diǎn)間電勢(shì)差為零，電場(chǎng)力所做的功W＝qU，電場(chǎng)力做功為零，故A錯(cuò)誤；電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的功W＝qU＝－e(0V－15V)＝15eV，故B正確；根據(jù)題意畫出過b點(diǎn)的電場(chǎng)線，如圖所示．電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，并指向電勢(shì)降低的方向，所以b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面，方向向右，故C錯(cuò)誤；等勢(shì)面越密集的地方，電場(chǎng)線越密集，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，a、b、c、d中d點(diǎn)等勢(shì)線最稀疏，所以d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小，故D錯(cuò)誤．B組·能力提升9．(多選)如圖所示的同心圓(虛線)是電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線，一個(gè)電子只在電場(chǎng)力作用下沿著直線由A向C運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度越來越小，B為線段AC的中點(diǎn)，則有()A．電子沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場(chǎng)力越來越小B．電子沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)它具有的電勢(shì)能越來越大C．電勢(shì)φA>φB>φCD．電勢(shì)差UAB＝UBC【答案】BC【解析】由題給的等勢(shì)線為同心圓可知場(chǎng)源為位于圓心處的點(diǎn)電荷，越靠近點(diǎn)電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，所以電子沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場(chǎng)力越來越大，故A錯(cuò)誤；由電子只在電場(chǎng)力作用下由A向C運(yùn)動(dòng)時(shí)速度越來越小，可知電場(chǎng)力做負(fù)功，電子勢(shì)能越來越大，B正確；電子所受電場(chǎng)力方向沿CA方向，即電場(chǎng)方向沿AC方向，場(chǎng)源點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)A點(diǎn)最高，C點(diǎn)最低，C正確；由A到C電場(chǎng)增強(qiáng)，因?yàn)锽為AC中點(diǎn)．根據(jù)U＝Ed定性分析可以得出UAB<UBC，故D錯(cuò)誤．10．如圖所示，A、B、C為一等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，某勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于該三角形平面．現(xiàn)將電荷量為10-8C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功為3×10-6J．將另一電荷量為10-8C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服靜電力做功3×10-6J，則：(1)UAB、UAC、UBC各為多少？電場(chǎng)線方向如何？(2)若AB邊長為2eq\r(3)cm，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。敬鸢浮?1)300V300V0電場(chǎng)線方向垂直于BC，設(shè)D為線段BC的中點(diǎn)，則電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向D(2)1×104V/m【解析】(1)正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，靜電力做正功，故A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，可求得UAB＝eq\f(W,q)＝eq\f(3×10-6,10-8)V＝300V.負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做負(fù)功，A點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)，可求得UAC＝eq\f(W,q)＝300V．因此B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，UBC＝0.由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)線是一簇平行