2019-2020版物理新突破人教选修3-1练习题：第一章+静电场+1.5+Word版含解析

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业5电势差课时过关·能力提升基础巩固1下列说法正确的是()A.电势差与电势一样,是相对量,与电势零点的选取有关B.电势差是一个矢量,有正值和负值之分C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关D.A、B两点的电势差是恒定的,不随电势零点的不同而改变,所以UAB=UBA答案:C2一个点电荷,从静电场中的A点移到B点的过程中,静电力做功为零,则()A.A、B两点的电场强度一定相等B.作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的C.A、B两点的电势差为零D.点电荷一定沿直线从A点移到B点解析:由公式WAB=qUAB可知,若WAB=0,则一定是UAB=0,选项C正确。答案:C3在电场中A、B两点间电势差为UAB=75V,B、C两点间电势差UBC=-200V,则A、B、C三点的电势高低关系为()A.φA>φB>φC B.φA<φC<φBC.φC>φA>φB D.φC>φB>φA解析:因为UAB=φA-φB=75V>0,所以φA>φB,因为UBC=φB-φC=-200V<0,所以φB<φC,又UAC=UAB+UBC=75V+(-200V)=-125V<0,所以φA<φC,则φC>φA>φB,C正确。答案:C4静电场中,某带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点。若该带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb,不计重力,则该带电粒子的比荷qA.C.解析:由电势差公式及动能定理得W=qUab=q(φa-φb)=答案:C5图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过A、B点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8eV时,它的动能应为()A.8eV B.13eV C.20eV D.34eV解析:设相邻两条等势线间的电势差为U,电荷从A到B动能减少,静电力做负功,可判断φ4>φ3>φ2>φ1,因φ3=0,电荷在等势面1和4上的电势能分别为-2qU和qU。根据能量守恒定律可得-2qU+EkA=qU+EkB代入数据:-2qU+26eV=qU+5eV解得qU=7eV,电荷的总能量应为E总=(5+7)eV=12eV所以当电势能为-8eV时,动能为Ek=E总-Ep=12eV-(-8eV)=20eV。答案:C6(多选)水平线上的O点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示。以水平线上的某点O'为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于A、B、C、D、E,则下列说法正确的是()A.B、E两点的电场强度相同B.A点电势低于C点电势C.B、C两点间电势差等于E、D两点间电势差D.电子沿圆周由D到B,静电力做正功解析:题图中B、E两点电场强度的方向不同,选项A错;沿电场线方向电势降低,因rA>rC,故选项B对;因φC=φD,φB=φE,故选项C对;静电力做功与路径无关,因UDB>0,电子从D到B静电力做功WDB=qUDB=-eUDB<0,选项D错。答案:BC7一个带负电的质点,带的电荷为2.0×10-9C,在电场中将它由A移到B,除静电力之外,其他力做功6.5×10-5J,质点的动能增加了8.5×10-5J,则A、B两点间的电势差φA-φB=。

解析:要求两点的电势差,需先求出在两点间移动电荷时静电力做的功,而质点动能的变化对应合外力做的功。设静电力做的功为WAB,由动能定理得WAB+W=ΔEk,WAB=ΔEk-W=2.0×10-5J则φA-φB=WAB答案:-1.0×104V8把电荷量为2×10-8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10-6J。若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功2×10-6J。取无限远处电势为零,求:(1)A点的电势;(2)A、B两点的电势差;(3)把2×10-5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功。解析:(1)U∞A=W∞Aq=U∞A=φ∞-φA,且φ∞=0所以φA=400V。(2)U∞B=W∞Bq=U∞B=φ∞-φB,且φ∞=0所以φB=100VUAB=φA-φB=300V。(3)WAB=qUAB=-2×10-5×300J=-6×10-3J。答案:(1)400V(2)300V(3)-6×10-3J9如图所示,ABCDF为一绝缘光滑轨道,竖直放置在水平向右的匀强电场中,AB与电场线平行,BCDF是与AB相切、半径为R的圆形轨道。今有质量为m、电荷量为+q的小球在电场力作用下从A点由静止开始沿轨道运动,小球经过最高点D时对轨道的压力恰好为零,则A点与圆轨道的最低点B间的电势差为多大?解析:小球从A到D的过程中有两个力做功,即重力和电场力做功,由动能定理得12m小球在D点时重力提供向心力,由牛顿第二定律得mg=mv2R,联立解得UAD=5mgR2q,由于答案:5能力提升1(多选)如图所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心的圆弧上,将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做功大小比较()A.WAB>WAC B.WAD>WABC.WAC=WAD D.WAB=WAC解析:由于圆周为一等势线,B、C、D均位于圆周上,它们的电势相等,故点A到圆周上的B、C、D各点的电势差相等,由W=qU知,A到B、C、D各点做功相同,C、D对。答案:CD2两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为l的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与电场强度方向平行,其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线顺时针转过90°,则在此转动过程中,电场力做的功为()A.0 B.qElC.2qEl D.πqEl解析:+q受到的电场力水平向右,-q受到的电场力水平向左。设+q离O点距离为x,则-q离O点的距离为l-x。在杆顺时针转过90°的过程中,电场力对两球做的功分别为W1=qEx,W2=qE(l-x),所以总功为W=W1+W2=qEx+qE(l-x)=qEl,故选项B正确。答案:B3(多选)如图所示,MN是电场中某一条电场线上的两点,若负电荷由M移到N时,电荷克服静电力做功,下列说法正确的是()A.M点和N点之间一定有电势差B.M点的电场强度一定大于N点的电场强度C.电场线的方向从M指向ND.M点的电势高于N点的电势解析:负电荷从M移到N时,电荷克服静电力做功,负电荷所受的静电力的方向是从N到M,则可以判断电场线的方向为由M指向N。判断知选项A、C、D正确。答案:ACD4(多选)(2018·全国Ⅰ卷)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是()A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍解析:从a到d的过程克服电场力做功为6eV,所以电场方向为水平向右,每个间距电势差为2V,所以平面c电势为零,故A项正确;由于电子不一定垂直等势面进入,可能做曲线运动,所以可能到达不了f平面,故B项正确;整个过程中能量守恒,可得平面a、b、c、d、f的电势能为-4eV、-2eV、0eV、+2eV、+4eV,动能分别为+10eV、+8eV、+6eV、+4eV、+2eV,故C项错误;由于电子经过b、d平面时的动能分别为8eV和4eV,所以该电子经过b平面时的速率是经过d时的2倍,故答案:AB5★(多选)如图所示,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AB所在的电场线竖直向下,A、B间的高度差为h,则()A.带电粒子带负电B.A、B两点间的电势差UAB=C.B点电场强度大于A点电场强度D.A点电场强度大于B点电场强度解析:带电粒子由A到B的过程中,重力做正功,而动能没有增大,说明静电力做负功。根据动能定理有mgh-qUab=0,解得A、B两点间电势差为UAB=mghq。因为A点电势高于B点电势,UAB>0,所以粒子带负电,选项A、B皆正确。带电粒子由A到B运动过程中,在重力和静电力共同作用下,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点电场强度大于A点电场强度。选项C答案:ABC6右图中a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为φ、2粒子从等势面经过等势面解析:设带电粒子的电荷量为q,质量为m,由动能定理得联立两式即得经过等势面c时的速率vc=答案:37如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,且相邻两等势面的电势差相等,一个正电荷在等势面c上时具有动能2×10-4J,它运动到等势面a时,速度为零,令等势面b的电势φ2=0,那么该点电荷的电势能为4×10-5J时,其动能大小是多少?(设整个运动过程中只有静电力做功)解析:此正电荷从c运动到a时,动能减小2×10-4J,由于a、b、c之间电势差相等,由W=qU知正电荷从c到b动能减小为1×10-4J由φ2=0知正电荷总能量E总=Ek+Ep=1×10-4J故Ek'=E总-4×10-5J=6×10-5J。答案:6×10-5J8★如图所示,匀强电场的电场强度E=1.2×102N/C,方向水平向右,一带正电点电荷q=4×10-8C沿半径为R=20cm的圆周,从A