高中物理第1章静电场5电势差课时作业新人教版选修31

第一章5电势差基础夯实一、选择题(1～3题为单项选择题，4、5题为多项选择题)1．(2017·上海市金山中学高二上学期期中)对于电势差和电场力做功的说法中，正确的选项是(B)A．电势差是矢量，电场力做的功是标量B．在两点间挪动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零C．在两点间被挪动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大D．在两点间挪动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零WAB分析：电势差是标量，电场力做功也是标量。故A错误。依据UAB＝q知，在两点间挪动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零。故B正确。两点间的电势差与挪动的电荷量没关，由电场自己决定。故WABC错误。依据UAB＝q知，电场力做正功，电势差不必定大于零，若电荷带负电，电势差小于零。故D错误。2．如下图，正点电荷电场中有、B两点，将一电荷量为＝＋3.2×10－19C的尝试电荷从电场中的AqA点移至B点，电场力做功为W＝6.4×10－20J，则A、B两点间的电势差U等于(B)A．0.5VB．0.2VC．5VD．2VABWAB6.4×10－20分析：U＝q＝3.2×10－19V＝0.2V，因此选项A、C、D错误，选项B正确。3．(2017·广州实验中学高二上学期期中)在电场中A、B两点间的电势差为UAB＝75V，B、C两点间的电势差为BC＝－200V，则、、C三点电势高低关系为(C)UABA．φ＞φ＞φCB．φ＜φ＜φBABACC．φ＞φ＞φBD．φ＞φ＞φACACB分析：由题意，UAB＝φA－φB＝75V，则得：φA＞φB；UBC＝φB－φC＝－200V，则得：φB＜φC；又UAC＝UAB＋UBC＝(75－200)V＝－125V，则得：φA＜φC；故有：φC＞φA＞φB；故A、B、D错误，C正确。应选C。4．如下图的匀强电场E的地区内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为极点组成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，以下说法正确的选项是(BD)A．AD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A―→D―→D′移到D′点，电场力做正功C．带负电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电势能减小D．带电粒子从A点移到C′点，沿对角线A―→C′与沿路径A―→B―→B′―→C′电场力做功同样分析：在匀强电场中因AD垂直于电场线，则φA＝φD，UAD＝0，而UAA′≠0，故A错；因φD>φD′，则从A―→D―→D′挪动正电荷电场力做正功，B对；从A―→D―→D′挪动负电荷电场力做负功，电势能增添，C错；电场力做功与路径没关只与两点间电势差相关，故D对。5．(2016·吉林一中高二下学期检测)如下图，平行线代表电场线，但未注明方向，一个带正电、电荷量为10－2C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了0.1J，已知A点的电势为－10V，则(BC)A．B点的电势为10VB．电场线方向从右向左C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2分析：因微粒仅受电场力作用，且由A点到B点时动能减少，故电场力做负功，电场力的方向水平向左，轨迹应为虚线1；由W＝U·q＝－0.1J，可得：U＝－10V，由U＝φ－φ，可得φ＝φ－U＝ABABABABABBAAB0V，综上所述选项BC正确。二、非选择题6．闪电是云层与云层或云层与高大建筑物间放电所致，在放电过程中将开释大批能量。2015年8月10日，广州海珠湖公园一木屋被雷电击中，三人受伤。据相关专家估量雷击时开释能量约为3.2×106J，倘若从云层移向木屋的电量为32C，则云层与木屋间电势差为__1×105____V，相当于开释电子__2×1020____个。66W3.2×1065分析：雷击时开释能量约3.2×10J，故电场力做功W＝3.2×10J，U＝q＝32V＝1×10V，相当q3220于开释的电子数：n＝e＝1.6×10－19＝2×10(个)。7．(2016·安徽阜阳临泉二中高一下学期期末)如下图，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的圆滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同向来线上，A和C相距为L，B为AC的中点。现将一带电小球从A点由静止开释，当带电小球运动到B点时速度恰巧又为零，已知带电小球在A点处的加快度大小为g，静电力常量为k，求：4b上时的动能小球运动到B点时的加快度大小；B和A两点间的电势差(用Q和L表示)。Q答案：(1)2(2)kL分析：(1)对带电小球进行受力剖析，带电小球在QqB点L＝ma，带电小球在2A时有错误!－mgsin30°＝ma，且a＝错误!，联立以上各式可解得a＝错误!。BABLQq1Qq由A点到B点应用动能定理得mgsin30°·2－UBA·q＝0。由mgsin30°－kL2＝maA可得4mg＝kL2，kQ解得

UBA＝

L。能力提高一、选择题

(1、2题为单项选择题，

3题为多项选择题

)1．如下图，

a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面

b的电势为零，且相邻两个等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子在

A时的动能为

10J，在电场力作用下从

A运动到

B速度为零，当这个粒子的动能为

6J时，其电势能为

(

D)A．14JB．4JC．0D．－1J分析：相邻两个等势面间的电势差相等U＝U，因此qU＝qU，abbcabbcabbc1AB即：W＝W＝2W而：WAB＝0－EkA＝－10J因此，粒子在等势面EKb＝5J进而能够知道粒子在电场中的总能量值为5J。当这个粒子的动能为6J时，EP＝E－EK＝(5－6)J＝－1J。因此选项ABC都错误，选项D正确。2.(2016

·浙江宁波镇海中学高二上学期期中

)

如下图，质量为

m，带电量为

q的粒子，以初速度v0，从

A点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中，粒子经过电场中

B点时，速率

vB＝2v0，方向与电场的方向一致，则

A，B两点的电势差为(

C)2322232mvmmvmvA．2qB．qC．qD．2q分析：粒子从A到B，依据动能定理得：1212qUAB－mgh＝2mvB－2mv0由于vB＝2v0，12若只考虑粒子在竖直方向，只遇到重力，因此机械能守恒，则有mgh＝2mv022mv由以上三式，则有UAB＝q，应选C。3．(2017·浙江省绍兴一中高二上学期期中)空间某地区竖直平面内存在电场，电场线散布如下图。一个质量为、电量为q，电性未知的小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水平m向右，运动至B点时的速度大小为v2。若、B两点之间的高度差为，则以下判断中正确的选项是(BC)AhA．A、B两点的电场强度和电势大小关系为EA＞EB、φA＜φBB．若v1＞v2，则电场力必定做负功m22－2gh)21D．小球从A运动到B点的过程中电场力做的功为121221分析：由电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，可知，E＜E。由顺着电场线的方向电势AB渐渐降低，可知，φ＞φ。故A错误。在小球运动的过程中，由动能定理得1212AB21v1＞2，可知电场力做功＝必定为负，故B正确。由上式得，、两点间的电势差＝m2－2，(21－2)vWqUABU2qvvgh1212故C正确；电场力做功为W＝qU＝2mv2－2mv1－mgh。故D错误。二、非选择题4．(2016·广州实验中学高二上学期期中

)

如下图，在绝缘水平面上，相距为

L的

A、B两点处罚L别固定着两个等量正电荷。

a、b是

AB连线上两点，此中

Aa＝Bb＝4，O为

AB连线的中点，一质量为

m带电量为＋

q的小滑块

(可视为质点

)

以初动能

E0从a点出发，沿

AB直线向

b运动，此中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的

n倍(n＞1)

，抵达

b点时动能恰巧为零，小滑块最后停在

O点，求：小滑块与水平面间的动摩擦因数μ。Ob两点间的电势差UOb。小滑块运动的总行程s。2En－E2n＋100L答案：(1)mgL(2)－2q(3)4L分析：(1)由Aa＝Bb＝4，O为AB连线的中点得：a、b对于O点对称，则Uab＝0①设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对于滑块从a→b过程，由动能定理得：qU－f·2＝0－E②abL0而f＝μmg③2E0由①－③式得：μ＝mgL④对于滑块从O→b过程，由动能定理得：LqU－＝0－0⑤obobn－E由③－⑤式得：U＝－20⑥q对于小滑块从a开始运动到最后在O点停下的整个过程，由动能定理得：q·Uao－fs＝0－E0⑦－0nE⑧而Uao＝－Uob＝2q2n＋1⑨由③－⑧式得：s＝L45．(2016·福建漳州市长泰一中高二上学期期中)如下图，空间有场强E＝1.0×103V/m竖直向下的匀强电场，长＝0.4m不行伸长的轻绳固定于O点，另一端系一质量＝0.05kg带电量＝＋5×10－4C的Lmq小球，拉起小球至绳水平后在A点无初速度开释，当小球运动至O点的正下方B点时，绳恰巧断裂，小球持续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ＝30°、无穷大的挡板MN上的C点。试求：绳索起码受多大的拉力才能被拉断；