高中物理 第1章 静电场 5 电势差学业分层测评 新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。电势差(建议用时：45分钟)学业达标1如图154所示，A、B是电场线上的两点，将一点电荷q从A点移动到B点，电场力做功W，且知A、B间的距离为x，以下说法中正确的是() 【导学号：08160037】图154A由公式WqU可得，A、B两点间的电势差为B由公式WEqx可得，A点的电场强度为EC由公式WEqx可得，B点的电场强度为EDA点的电势为【解析】由WqU知U，且A点的电势比B点的电势高，所以选项A正确；由于不知该电场是否是匀强电场，静电力可能不为恒力，所以选项B、C错误；题中没有指明零电势点，所以选项D错误【答案】A2如图155所示点电荷电场中，将检验电荷从A点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做功()图155A从A到B做功最多B从A到C做功最多C从A到E做功最多D做功一样多【解析】题图中B、C、D、E四点在一个等势面上，它们与A点间的电势差均相等，即UABUACUADUAE，据公式WqU可知，D正确【答案】D3如图156所示，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，电场力做正功W1，若由c经b移到d，电场力做正功W2，则()【导学号：08160038】图156AW1W212BW1W212CW1W212【解析】由WUq可知，W1W2.由WcdUcdq，Wcd0，q0，可知Ucd0，故123，D正确【答案】D4在静电场中，一个电子由a点移到b点时电场力做功为5 eV，则下列说法正确的是()A电场强度的方向一定由b沿直线指向aBa、b两点间电势差Uab5 VC电子的电势能减小5 eVD电子的电势能减小5 J【解析】电场力对电子做正功5 eV，电子的电势能减小5 eV，C正确，D错误；由Uab可得Uab5 V，B错误；虽然aEB，点电荷q在A点受的电场力比在B点受的电场力大，A错误；从B向A移动q，电场力做正功，电势能减小，即q在B点电势能比在A点大，B错误；从B到D移动电荷量为q的电荷，静电力做功WBDqUBD，从C到A所做的功是WCAqUCA，因为UBDUCA，故WBDWCA，C错误；从B到C移动q，电场力做正功，D正确【答案】D8如图159所示是一匀强电场，已知场强E2102 N/C，现让一个带电荷量q4108 C的电荷沿电场方向从M点移到N点，M、N间的距离x30 cm.试求：图159(1)电荷从M点移到N点电势能的变化(2)M、N两点间的电势差【解析】(1)负电荷从M点移到N点时，所受电场力的方向与场强方向相反，故电场力做负功为WMNqEx410821020.3 J2.4106 J.因电场力做负功，电荷的电势能增加，增加的电势能等于电荷克服电场力做的功，所以电荷电势能增加了2.4106 J.(2)M、N两点间的电势差UMN60 V.【答案】(1)电势能增加了2.4106 J(2)60 V能力提升9(多选)(2016玉溪高二检测)如图1510所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A、B、C、D作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直下列说法正确的是() 【导学号：08160040】图1510AAD两点间电势差UAD与AA两点间电势差UAA相等B带正电的粒子从A点沿路径ADD移到D点，电场力做功C带负电的粒子从A点沿路径ADD移到D点，电势能减小D带电的粒子从A点移到C点，沿对角线AC与沿路径ABBC电场力做功相同【解析】电场方向与面ABCD垂直，所以面ABCD是等势面，A、D两点的电势差为0，又因A、A两点沿电场线的方向有距离所以UAA不为0，所以选项A错带正电的粒子从A点到D电场力不做功，而由DD电场力做正功，所以选项B正确；同理，带负电的粒子从A点沿路径ADD移到D点，电场力做负功，电势能增大，选项C错；由电场力做功的特点(电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关)得选项D也正确【答案】BD10(多选)如图1511所示，在a点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设a、b所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则()图1511A带电粒子带负电Ba、b两点间的电势差UabCb点场强大于a点场强Da点场强大于b点场强【解析】带电粒子由a到b的过程中，重力做正功，而粒子运动到b点时动能没有增大，说明静电力做负功根据动能定理有：mghqUab0，解得a、b两点间电势差为Uab.因为a点电势高于b点电势，Uab0，所以粒子带负电，选项A、B正确带电粒子由a运动到b过程中，在重力和静电力的共同作用下，先加速运动后减速运动，因为重力为恒力，所以静电力为变力，且静电力越来越大，由此可见b点场强大于a点场强，选项C正确，D错误【答案】ABC11为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图1512所示若AB0.4 m，37，q3107 C，F1.5104 N，A点的电势A100 V(不计该电荷受到的重力)【导学号：08160041】图1512(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势；(2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量【解析】(1)如图所示，电荷由A到B过程中电场力做的功WABWFFABcos 4.8105 JA、B两点的电势差UAB V160 V即AB160 V所以BA160 V(100160)V60 V过A、B的等势线如图所示(2)q由A到B的过程中，电势能的变化量等于克服电场力做的功，EpWAB4.8105 J，电势能增加【答案】(1)见解析图(2)4.8105 J12.如图1513所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点是AC的中点，C点位于圆周的最低点现有一质量为m、电荷量为q套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑已知重力加速度为g，A点距过C点水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为2.求：图1513(1)小球滑至C点时的速度的大小；(2)A、B两点间的电势差；(3)若以C点为参考点(零电势点)，试确定A点的电势【解析】(1)B、C两点电势相等，小球从B到C的过程中电场力做的总功为零由几何知识可得B、C两点的高度差为R，根据动能定理，有mgRmvm(2)2所以vC.(2)UABUAC，从A到C重力、电场力都做正功，则3