2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)7電勢(shì)差含解析魯科版選修3-1

PAGE5-課時(shí)分層作業(yè)(七)電勢(shì)差(時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)漸漸降低B．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)C．電勢(shì)差是一個(gè)標(biāo)量，但有正值和負(fù)值之分D．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)和放入該點(diǎn)的電荷的電性、電荷量無(wú)關(guān)ACD[沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)漸漸降低，選項(xiàng)A正確；某點(diǎn)的電勢(shì)和零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，但兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電勢(shì)差是標(biāo)量，可正、可負(fù)，選項(xiàng)C正確；電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)和檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，由電場(chǎng)本身的性質(zhì)確定，選項(xiàng)D正確。]2．(多選)如圖所示，B、C、D三點(diǎn)都在以點(diǎn)電荷＋Q為圓心的某圓上，將一摸索電荷從B、C、D各點(diǎn)分別移到A點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功大小關(guān)系是()A.WBA＞W(wǎng)CA B．WDA＞W(wǎng)BAC．WCA＝WDA D．WBA＝WCACD[點(diǎn)電荷的等勢(shì)面為同心球面，故B、C、D三點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上，故UBA＝UCA＝UDA，將同一摸索電荷從B、C、D各點(diǎn)分別移到A點(diǎn)，由W＝qU可得電場(chǎng)力做功相同，故選項(xiàng)C、D正確。]3．(多選)關(guān)于電勢(shì)差UAB和電勢(shì)φA、φB的理解，說(shuō)法正確的是()A．φA、φB都有正負(fù)，所以電勢(shì)是矢量B．UAB表示B點(diǎn)與A點(diǎn)之間的電勢(shì)差，即UAB＝φB－φAC．UAB和UBA是不同的，它們有關(guān)系：UAB＝－UBAD．零電勢(shì)點(diǎn)的規(guī)定雖然是隨意的，但人們經(jīng)常規(guī)定大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)CD[電勢(shì)、電勢(shì)差都是標(biāo)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；UAB表示A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的電勢(shì)差，UAB＝－UBA，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；易知選項(xiàng)D正確。]4．如圖所示，a、b、c是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)電勢(shì)分別為φa＝10V，φb＝2V，φc＝6V，a、b、c三點(diǎn)在同一平面上，下列各圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是()ABCDD[由于是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以a、b連線的中點(diǎn)與c點(diǎn)等電勢(shì)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直于等勢(shì)面且由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，所以選項(xiàng)D正確。]5．如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為1×103N/C，ab＝dc＝4cm，bc＝ad＝A．a(chǎn)b之間的電勢(shì)差為50VB．a(chǎn)c之間的電勢(shì)差為50VC．將q＝－5×10－3C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcd移動(dòng)一周，D．將q＝－5×10－3C的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c，電場(chǎng)力做功都是－0.25C[在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度等于沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向單位距離上的電勢(shì)差，所以Uab＝Ed＝1×103×0.04V＝40V，故A錯(cuò)誤。由題圖看出，b、c在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等，則ac之間的電勢(shì)差等于ab之間的電勢(shì)差，為40V，故B錯(cuò)誤。將q＝－5×10－3C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcd移動(dòng)一周，電場(chǎng)力做功為零，故C正確。將q＝－5×103C的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c，電場(chǎng)力做功相等，電場(chǎng)力做的功為W＝qU＝－5×10－3×40J＝－0.2J，6．(多選)如圖所示，氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最終打在熒光屏上，那么()A．經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)氚核做的功最多B．經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)三種核做的功一樣多C．三種原子核打在屏上的速度一樣大D．三種原子核都打在屏的同一位置上BD[同一加速電場(chǎng)、同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，三種原子核帶電荷量相同，故在同一加速電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)它們做的功都相同，在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)它們做的功也相同，A錯(cuò)，B對(duì)；由于質(zhì)量不同，所以三種原子核打在屏上的速度不同，C錯(cuò)；再依據(jù)偏轉(zhuǎn)距離公式或偏轉(zhuǎn)角公式y(tǒng)＝eq\f(l2U2,4dU1)，tanθ＝eq\f(lU2,2dU1)知，與帶電粒子無(wú)關(guān)，D對(duì)。]二、非選擇題(14分)7．如圖所示為一組方向未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，將電荷量為q＝－1×10－6C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)沿水平線移至B點(diǎn)，克服靜電力做了2×10－6J的功，已知A、B間的距離為2(1)試求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB；(2)若A點(diǎn)的電勢(shì)為φA＝1V，試求B點(diǎn)的電勢(shì)φB；(3)試求該勻強(qiáng)電場(chǎng)E的大小并推斷其方向。[解析](1)由題意可知，靜電力做負(fù)功WAB＝－2×10－6J，依據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，解得UAB＝2V。(2)由于UAB＝φA－φB，所以φB＝φA－UAB＝－1V。(3)A、B兩點(diǎn)在沿電場(chǎng)方向上的投影距離d＝2×10－2×cos60°m＝1×10－2故E＝eq\f(UAB,d)＝200V/m，方向沿電場(chǎng)線斜向下。[答案](1)2V(2)－1V(3)200V/m方向沿電場(chǎng)線斜向下一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1.如圖所示，a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與矩形所在平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20V，b點(diǎn)的電勢(shì)為24V，d點(diǎn)的電勢(shì)為4V，由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為()A．4VB．8VC．12VD．24VB[Uad＝φa－φd＝20V－4V＝16V，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，相互平行的等長(zhǎng)線段兩端點(diǎn)電勢(shì)差相等，故Ubc＝Uad，又Ubc＝φb－φc，所以φc＝φb－Uad＝24V－16V＝8V，B正確。]2.如圖所示，M、N是真空中的兩塊相距為d的平行金屬板。質(zhì)量為m、電荷量大小為q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子恰好能到達(dá)N板。假如要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)距N板e(cuò)q\f(d,3)后返回，下列措施中能滿意要求的是(不計(jì)帶電粒子的重力)()A．使初速度減為原來(lái)的eq\f(1,3)B．使M、N間電壓提高到原來(lái)的2倍C．使M、N間電壓提高到原來(lái)的3倍D．使初速度和M、N間電壓都減為原來(lái)的2/3D[由題意知，帶電粒子在電場(chǎng)中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在粒子恰好能到達(dá)N板時(shí)，由動(dòng)能定理可得－qU＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，要使粒子到達(dá)距N板d/3后返回，設(shè)此時(shí)兩極板間電壓為U1，粒子的初速度為v1，則由動(dòng)能定理可得－qeq\f(2U1,3)＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，聯(lián)立兩方程得eq\f(2U1,3U)＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)))，故選項(xiàng)D正確。]3．如圖所示，質(zhì)子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)和α粒子(eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He)以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)(粒子重力不計(jì))，則質(zhì)子和α粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移y之比為()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶4B[粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(qU,md)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f(l,v0)，粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(ql2U,2mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))d)＝eq\f(ql2U,4Ekd)，故質(zhì)子和α粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移之比為1∶2，選項(xiàng)B正確。]4.如圖所示，a、b和c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，a和c的電勢(shì)分別為U和eq\f(1,5)U，a、b的電勢(shì)差等于b、c的電勢(shì)差。一帶電粒子從等勢(shì)面a上某處以速度v釋放后，僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速度為2v，則它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b時(shí)的速度為()A．eq\r(2)v B．eq\r(\f(5,2))vC．eq\r(\f(3,2))v D．1.5vB[電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做的功就是合外力做的功，依據(jù)動(dòng)能定理知qUac＝eq\f(4,5)qU＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2，因?yàn)閁ab＝Ubc＝eq\f(1,2)Uac＝eq\f(2,5)U，則qUab＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(b))－eq\f(1,2)mv2，故vb＝eq\r(\f(5,2))v，選項(xiàng)B正確。]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(12分)如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)，dAB＝3cm，dBC＝5cm，其中AB沿電場(chǎng)方向，BC和電場(chǎng)方向成60°角。一個(gè)電荷量為q＝2×10－9C的正電荷從A移到B，靜電力做功為WAB(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大?。?2)將該電荷從B移到C，靜電力做的功WBC；(3)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。[解析](1)從A移到B，則有UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(2.4×10－8,2×10－9)V＝12V，E＝eq\f(UAB,dAB)＝eq\f(12V,0.03m)＝400V/m。(2)該電荷從B移到C，靜電力做的功WBC＝qEd＝2×10－9×400×0.05×cos60°J＝2×10－8J。(3)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAC＝EdAC＝400×(0.03＋0.05×cos60°)V＝22V。[答案](1)400V/m(2)2×10－8J(3)22V6．(14分)一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示。若兩極板間距離d＝1.0cm，板長(zhǎng)l＝5.0cm，那么，[解析]加速過(guò)程中，由動(dòng)能定理得eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))①進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，電子在平