【紅對(duì)勾】2020-2021學(xué)年人教版高中物理選修3-1作業(yè)：1-5-電勢(shì)差

課后作業(yè)45分鐘eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘總分：100分),\s\do5())一、選擇題(8×5′，共40分)1．在電場(chǎng)中與零電勢(shì)選擇無(wú)關(guān)的物理量是()A．場(chǎng)強(qiáng) B．電勢(shì)C．電勢(shì)差 D．電勢(shì)能答案：AC2．(2010年天津卷)在靜電場(chǎng)中，將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做了負(fù)功，則()A．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定比a點(diǎn)大B．電場(chǎng)線方向肯定從b指向aC．b點(diǎn)的電勢(shì)肯定比a點(diǎn)高D．該電荷的動(dòng)能肯定減小解析：由于正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，W＝q(φa－φb)<0，可知φa<φb，選項(xiàng)C正確；而b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不肯定比a點(diǎn)大，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線的方向也不肯定從b指向a，B錯(cuò)誤；由于未知是否還有其他力做功，所以不能推斷動(dòng)能的變化，D錯(cuò)誤．答案：C圖73．如圖7，一絕緣細(xì)桿的兩端各固定著一個(gè)小球，兩小球帶有等量異號(hào)的電荷，處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向如圖中箭頭所示．開(kāi)頭時(shí)，細(xì)桿與電場(chǎng)方向垂直，即在圖中Ⅰ所示的位置；接著使細(xì)桿繞其中心轉(zhuǎn)過(guò)90°，到達(dá)圖中Ⅱ所示的位置；最終，使細(xì)桿移到圖中Ⅲ所示的位置．以W1表示細(xì)桿由位置Ⅰ到位置Ⅱ過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)兩小球所做的功，W2表示細(xì)桿由位置Ⅱ到位置Ⅲ過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)兩小球所做的功，則有()A．W1＝0，W2≠0 B．W1＝0，W2＝0C．W1≠0，W2＝0 D．W1≠0，W2≠0解析：電場(chǎng)力做功只與帶電小球的始末位置有關(guān)，設(shè)桿長(zhǎng)L，桿由Ⅰ位置移到Ⅱ位置，電場(chǎng)力對(duì)正、負(fù)帶電小球都做正功，大小都為eq\f(L,2)Eq，所以，W1＝2·eq\f(L,2)Eq＝EqL≠0，桿由Ⅱ位置轉(zhuǎn)到Ⅲ位置，電場(chǎng)力對(duì)正電小球做正功，對(duì)負(fù)電小球做負(fù)功，大小都為eq\f(L,2)Eq，W2＝eq\f(L,2)Eq－eq\f(L,2)Eq＝0，所以C選項(xiàng)正確．答案：C4．(2011·山東卷)如下圖8所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對(duì)稱，b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上．以下推斷正確的是()圖8A．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．摸索電荷＋q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能解析：依據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式與疊加原理或等量異種電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)可以確定Eb＜Ed，B對(duì)，A錯(cuò)；由對(duì)稱性可以確定Uab＝Ubc，C對(duì)；將電荷＋q從a移到c，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，D錯(cuò)．答案：BC圖95．如圖9，O是一固定的點(diǎn)電荷，另一點(diǎn)電荷P從很遠(yuǎn)以初速度v0射入點(diǎn)電荷O的電場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線MN.a、b、c是以O(shè)為中心，Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個(gè)圓，Rc－Rb＝Rb－Ra.1、2、3、4為軌跡MN與三個(gè)圓的一些交點(diǎn)．以|W12|表示點(diǎn)電荷P由1到2的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功的大小，|W34|表示由3到4的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功的大小，則()A．|W12|＝|W34|B．|W12|＞2|W34|C．P、O兩電荷可能同號(hào)，也可能異號(hào)D．P的初速度方向的延長(zhǎng)線與O之間的距離可能為零解析：由于Rb－Ra＝Rc－Rb，且Ec<Eb<Ea.據(jù)qU＝F·s，可知|U12|＞2|U34|，則|W12|＞2|W34|，故B項(xiàng)正確，從電荷P的彎曲運(yùn)動(dòng)軌道可知，P、Q兩電荷肯定異號(hào)，故C項(xiàng)錯(cuò)．假如P的初速度方向延長(zhǎng)線與O點(diǎn)之間的距離為零，則P電荷的軌跡為始終線，故D錯(cuò)．答案：B圖106．圖10中虛線所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0.一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV.當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)椋?eV，它的動(dòng)能應(yīng)為()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eV解析：設(shè)相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差大小為U，正電荷從a運(yùn)動(dòng)到b，動(dòng)能削減，可知b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)，則φa＝－2U，φb＝U，設(shè)正電荷的電荷量為q，則正電荷在a點(diǎn)、b點(diǎn)的電勢(shì)能Epa＝－2qU，Epb＝qU，據(jù)能量守恒定律Eka＋Epa＝Ekb＋Epb，代入數(shù)據(jù)得qU＝7eV.設(shè)點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能、電勢(shì)能分別為Ekc、Epc；據(jù)能量守恒定律Eka＋Epa＝Ekc＋Epc，26eV＋(－14eV)＝Ekc＋(－8eV)；Ekc＝20eV.答案：C7．如圖11所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的小物體以初速度v1從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零，然后下滑回到M點(diǎn)，此時(shí)速度為v2(v2<v1)．若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則()圖11A．小物體上升的最大高度為eq\f(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),4g)B．從N到M的過(guò)程中，小物體的電勢(shì)能漸漸減小C．從M到N的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)小物體先做負(fù)功后做正功D．從N到M的過(guò)程中，小物體受到的摩擦力和電場(chǎng)力均是先增大后減小解析：本題綜合考查庫(kù)侖力、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系、動(dòng)能定理，意在考查考生的推理力量和分析綜合力量．M、N兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上．從M至N的過(guò)程中，依據(jù)動(dòng)能定理：－mgh－Wf＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，從N至M的過(guò)程中，mgh－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，由兩式聯(lián)立可得：h＝eq\f(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),4g)，A項(xiàng)正確；從N至M，點(diǎn)電荷四周的電勢(shì)先增大后減小，故小物體的電勢(shì)能先減小后增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從M到N的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)小物體先做正功后做負(fù)功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)庫(kù)侖定律，從N到M的過(guò)程中，小物體受到的庫(kù)侖力先增大后減小，受力分析知，小物體受到的支持力先增大后減小，因而摩擦力也是先增大后減小，D項(xiàng)正確．答案：AD8．如圖12所示，B、C、D三點(diǎn)都在以點(diǎn)電荷＋Q為圓心的某同心圓弧上，將一檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移到B、C、D各點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功大小比較()圖12A．WAB>WACB．WAD>WABC．WAC＝WADD．WAB＝WAC解析：B、C、D三點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上，故UAB＝UAC＝UAD.將同一檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移到B、C、D各點(diǎn)，由電功的計(jì)算公式W＝qU可得電場(chǎng)力做功相同．答案：CD二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)9．帶電量為3×10－8C的檢驗(yàn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，它的電勢(shì)能削減了6×10－7J，則在這個(gè)過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷做了________J的________功(填“正”或“負(fù)”)，A、B解析：UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(6×10－7J,3×10－8C)＝20V.答案：6×10－7；正；2010．如圖13所示的電場(chǎng)中，將2C的正電荷分別由A、C兩點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功分別是30J、－6J，假如取B點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別是φA＝________V，φC＝________V，AC間的電勢(shì)差UAC＝________V，假如取A為零電勢(shì)點(diǎn)，那么φB＝________V，φC＝________V，UAC＝________V.圖13答案：15；－3；18；－15；－18；1811．在電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，它們的電勢(shì)分別為φA＝－100V，φB＝200V，把電荷量q＝－2.0×10－7C的電荷從A點(diǎn)移到B解：帶符號(hào)運(yùn)算，電荷從A到B過(guò)程中，電場(chǎng)力做功；WAB＝qUAB＝(－2.0×10－7)×[(－100)－200]＝6.0×10－5J.由于計(jì)算得出的W為正值，所以電場(chǎng)力做正功．圖1412．如圖14所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，它與以正電荷Q為圓心的某圓交于B、C兩點(diǎn)，質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無(wú)初速度下滑．已知q?Q，AB＝h，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為eq\r(3gh).求：(1)小球由A到B的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功；(2)A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差．解：由于桿是光滑的，所以小球從A到B過(guò)程只有兩個(gè)力做功，電場(chǎng)力的功和重力的功，由動(dòng)能定理知：WE＋mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)代入已知條件vB＝eq\r(