高中物理 第1章 5电势差课时作业高二物理试题

点囤市安抚阳光实验学校课时作业(五) 电势差
[全员参与·基础练]
1．如图1－5－6所示，a 、b 是电场线上的两点，将一点电荷q 从a 点移到b 点，电场力做功W ，且知a 、b 间的距离为d ，以下说法中正确的是( )
图1－5－6
A ．a 、b 两点间的电势差为W
q
B ．a 点的电场强度为E ＝W
qd
C ．b 点的电场强度为E ＝W
qd
D ．a 点的电势为W
q
【解析】 由W ＝qU 和U ＝W
q
，且a 点的电势比b 点的高，所以A 项正确；
由于不知该电场是否是匀强电场，电场力可能不为恒力，所以B 项错，C 项错；
题中没有指明零电势点，所以D 项错．
【答案】 A
2．(多选)如图1－5－7所示，实线为电场线，虚线为势线，且AB ＝BC ，
电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为φA 、φB 、φC ，AB 、
BC 间的电势差分别为U AB 、U BC ，则下列关系中正确的有( )
图1－5－7
A ．φA ＞φ
B ＞φ
C B ．E C ＞E B ＞E A
C ．U AB ＜U BC
D ．U AB ＝U BC
【解析】 A 、B 、C 三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降低，故φA ＞φB ＞φC ，A 正确；由电场线的密集程度可看出电场强度的大小关系为
E C ＞E B ＞E A ，B 对；电场线密集的地方电势降低较快，故U BC ＜U AB ，C 对D 错．
【答案】 ABC
3．电场中有A 、B 两点，一个点电荷在A 点的电势能为1.2×10－8
J ，在B 点的电势能为0.80×10－8
J ．已知A ，B 两点在同一条电场线上，如图1－5－8所示，该点电荷的电荷量为1.0×10－9
C ，那么( )
图1－5－8
A ．该电荷为负电荷
B ．该电荷为正电荷
C ．A 、B 两点的电势差U AB ＝4.0 V
D ．把电荷从A 移到B ，电场力做功为W ＝4.0 J
【解析】 A 点的电势能大于B 点的电势能，从A 到B 电场力做正功，所
以该电荷一为负电荷，且W AB ＝E p A －E p B ＝1.2×10－8
J －0.80×10－8
J ＝0.40×10
－8
J ，故A 项正确B 、D 项错误；U AB ＝W AB q ＝0.4×10－8
－1.0×10－9
V ＝－4.0 V ，所以C 选项
错误．正确答案为A.
【答案】A
4．(多选)如图1－5－9甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图乙所示．以下说法正确的是( )图1－5－9
A．A、B两点的电场强度E A＞E B
B．电子在A、B两点的速度v A＜v B
C．A、B两点的电势φA＞φB
D．电子在A、B两点的电势能E p A＜E p B
【解析】考查电势、电势差、电场强度、电势能基本概念．由题图可知，电势越来越小，且变化率越来越小，即电势随距A点的距离变化越来越慢，由电场强度与电势差的关系可知，电场强度越来越小，A、C对；电子带负电荷，受到电场力做功为W AB＝eU AB＜0，故电场力做负功，电势能增加，动能减小，速度减小，E p A＜E p B，B错D对．
【答案】ACD
5．(多选)如图1－5－10所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN.P点在y轴右侧，MP⊥ON.则( )图1－5－10
A．M点的电势比P点的电势高
B．将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功
C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动
【解析】在静电场中，沿着电场线方向，电势降低，A项正确；负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反，故由O向P运动时，电场力做负功，B项错；由电场线的疏密程度可知，OM段的任意点场强均大于MN段任意点场强，故移动同一正电荷在OM段和MN段间运动，电场力在OM段做功较多，故OM两点间电势差大于MN两点间电势差，C项错；根据电场线关于y轴对称，故y轴上场强方向处处沿y轴正方向，故静电荷受力始终沿y轴正方向，故粒子做直线运动，D项正确．
【答案】AD
6．如图1－5－11所示，有一半圆弧光滑轨道，半径为R，在与圆心高的位置静止放置一个带正电的小球A，其质量为m，MN之间有一方向水平向左的匀强电场，让小球A自由滚下进入匀强电场区域，水平面也是光滑的，下列说法正确的是( )
图1－5－11
A．小球一能穿过MN区域继续运动
B．如果小球没有穿过MN区域，小球一能回到出发点
C．如果小球没有穿过MN区域，只要电场强度足够大，小球可以到达P点，且到达P点速度大于于gR
D．如果小球一能穿过MN区域，电场力做的功为－mgR
【解析】小球带正电，进入电场后做减速运动，如果小球达到N点还没有减速到零，说明小球穿过了MN区域，如果小球还没有到N点就减速为零，说明小球不能穿过MN区域，A项错．如果小球没有穿过MN区域，根据能量守恒律，小球能回到出发点，且速度为零，B项对，C项错．如果小球一能穿过MN 区域，根据动能理，电场力做的功与重力做的总功之和于动能的变化，由于不知道小球在N点的速度是否为0，所以无法确电场力做的功，D项错．【答案】B
7．(多选)如图1－5－12所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则( )
图1－5－12
A．电子一直沿Ox负方向运动
B．电场力一直做正功
C．电子运动的加速度不变
D．电子的电势能逐渐增大
【解析】由电势－位移图象可知，电势随位移均匀增加，相同位移间的电势差相同，电场强度恒，电子运动的加速度恒，C正确．沿Ox轴方向电势增大，电场线方向与Ox轴负方向重合，电子沿Ox轴正方向运动，A不正确．电场力方向也沿Ox轴正方向，电场力做正功，B正确．由功能关系，电场力做正功，电势能减少，D不正确．
【答案】BC
8．(多选)空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q＞0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量－q、质量m 的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则( )
A．在O、A、B三点中，B点电势最高
B．在O、A、B三点中，A点电势最高
C．OA间的电势差比BO间的电势差大
D．OA间的电势差比BO间的电势差小
【解析】由动能理有：qU OA＝
1
2
m(2v0)2－
1
2
mv20＝
3
2
mv20；－qU OB＝
1
2
m(3v0)2－
1
2 m(2v0)2＝
5
2
mv20，故在三点中，B点的电势最高，A点的电势最低，OA间的电势差比BO间的电势差小，所以选AD.
【答案】AD
[超越自我·提升练]
9．(多选)如图1－5－13所示，平行直线表示电场线，但没有标明方向，带电量为＋1×10－2 C的微粒在电场中只受电场力的作用，由A点移图1－5－13
到B点，动能损失0.1 J，若A点的电势为－10 V，则( )
A．B点电势为10 V
B．电场线的方向从右向左
C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1
D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2
【解析】带电微粒只受电场力的作用，由A点运动到B点动能减少0.1 J，
由W＝qU，可得U AB＝W AB
q
＝
－0.1
1×10－2
V＝－10 V＜0，即φA－φB＝－10 V，又φA
＝－10 V，则φB＝0.故A项不正确．因为沿电场线的方向电势越来越低，而φA＝－10 V，φB＝0，所以电场线的方向向左，故B项正确．微粒从A向B运动的过程中，合外力(即电场力)的方向是水平向左的．根据曲线运动的特点可知，合外力的方向一指向曲线内侧，则C正确，D错误．
【答案】BC
10．将带电荷量为1×10－8 C的电荷．从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1×10－6 J，
问：
(1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？
(2)A点的电势是多少？
(3)若电场力可以把带电荷量为2×10－8C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？电场力做了多少功？(取无限远处为电势零点)
【解析】(1)电场力做负功，电荷的电势能增加，因无限远处电势能为零，电荷在A点具有的电势能为1×10－6 J.
(2)A点的电势为：φA＝
E p A
q
＝
1×10－6
1×10－8
V＝100 V.
(3)从低电势到高电势电场力做正功，说明电荷带负电，电场力做功为：
W2＝2W1＝2×10－6 J.
【答案】(1)增加1×10－6 J (2)100 V
(3)带负电2×10－6 J
11．如图1－5－14所示是一匀强电场，已知场强E＝2×102 N/C，现让一个带电荷量q＝－4×10－8C的电荷沿电场方向从M点移到N点，M、N间的距离x＝30 cm.试求：
图1－5－14
(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
W MN ＝qEx ＝－4×10－8×2×102×0.3 J＝－2.4×10－6 J.
因电场力做负功，电荷的电势能增加，增加的电势能于电荷克服电场力做的功，所以电荷电势能增加了2.4×10－6
J.
(2)M 、N 两点间的电势差
U MN ＝W MN q ＝－2.4×10－6J
－4×10－8
C
＝60 V. 【答案】 (1)电势能增加了2.4×10－6
J (2)60 V
12．如图1－5－15所示的匀强电场中，有a 、b 、c 三点，ab ＝5 cm ，bc ＝12 cm ，其中ab 沿电场线方向，bc 和电场线方向成60°角，一个电荷量为q ＝4×10－8
C 的正电荷从a 移到b 电场力做功为W 1＝1.2×10－7
J ．求：
图1－5－15
(1)匀强电场的场强E .
(2)电荷从b 移到c ，电场力做功W 2. (3)a 、c 两点间的电势差U ac .
【解析】 (1)设a 、b 间距离为d ，由题设条件有W 1＝qEd .
E ＝W 1qd ＝ 1.2×10－74×10－8×5×10－2
V/m ＝60 V/m.
(2)设b 、c 间距离为d ′，b 、c 两点沿场强方向距离为d 1.
W 2＝qEd 1＝qEd ′cos 60°
＝4×10－8
×60×12×10－2
×0.5 J ＝1.44×10－7
J. (3)电荷从a 移到c 电场力做功W ＝W 1＋W 2， 又W ＝qU ac ，则
U ac ＝W 1＋W 2q ＝1.2×10－7＋1.44×10－7
4×10
－8
V ＝6.6 V. 【答案】 (1)60 V/m (2)1.44×10－7
J (3)6.6 V。