精品2019高中物理 第一章 静电场 5 电势差课时作业 新人教版选修3-1
(新课标)高中物理第一章静电场课时作业5(含解析)新人教版选修31
（新课标）高中物理第一章静电场课时作业5（含解析）新人教版选修31课时作业(五)一、选择题(2、11题为多选题，其余为单项选择题) 1．关于电势差的下列说法中，正确的是( )A ．电势差与电势一样，是相对量，电势差的值与零电势点的选取有关B ．电势差是一个标量，没有正值和负值之分C ．由于电场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，不随零电势点的改变而改变，所以U AB ＝U BA解析 电势差与零电势点选取无关，故A 项错误．电势差也有负的，表示初位置电势比末位置电势低，故B 项错误．电势差只决定于初末位置，与电荷移动的路径无关，故C 项正确．U AB ＝－U BA ，故D 项错误． 答案 C设置目的 考查对电势差概念的理解2．关于U AB ＝W ABq和W AB ＝qU AB 的理解，正确的是( )A ．电场中的A 、B 两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q 成反比 B ．在电场中A 、B 两点移动不同的电荷，电场力的功W AB 和电量q 成正比C ．U AB 与q 、W AB 无关，甚至与是否移动的电荷都没有关系D ．W AB 与q 、U AB 无关，与电荷移动的路径无关解析 A 、C 项，电势差公式U AB ＝W ABq 是比值定义法，电场中的A 、B 两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q 和电场力做功均无关．故A 项错误，C 项正确；B 项，电场中A 、B 两点间的电势差是一定的，在电场中A 、B 两点移动不同的电荷，电场力的功W AB 和电量q 成正比．故B 项正确；D 项，由公式W AB ＝qU AB 可知，W AB 与q 、U AB 都有关，与电荷移动的路径无关．故D 项错误．故选B 、C 两项． 答案 BC3.如图所示，在一正的点电荷产生的电场中有A 、B 两点，一点电荷为－3.2×10－19C 的试探电荷从A 点移到B 点的过程中，克服电场力做功为W ＝6.4×10－20J ，则A 、B 两点间的电势差U AB 等于( )A．5 V B．－5 V C．0.2 V D．－0.2 V解析克服电场力做功即电场力做负功，可知A、B两点间的电势差：U AB＝W ABq＝－Wq＝－6.4×10－20－3.2×10－19V＝0.2 V．故A、B、D三项错误，C项正确．答案 C4.如图所示，在－Q形成的电场中，有a、b、c三点，它们到点电荷的距离为r a<r b<r c，且U ab＝U bc.则( )A．a点电势高于c点电势B．a点场强比c点场强大C．同一负电荷放在c点比放在a点的电势能大D．同一负电荷由a点移到b点，比由b点移到c点电场力做功多解析由孤立负点电荷电场线和等势面的分布知B项正确；因φc>φa，同一负电荷在电势低处电势能大，故C项错误；因U ab＝U bc，据W＝qU知W ab＝W bc，D项错误．答案 B设置目的考查求功公式W＝qU和电势能公式E p＝qφ5.如图所示，以坐标原点O为圆心，半径为r的圆与坐标轴交于a、b、c、d.在O点固定一个正点电荷Q，另有一沿x轴正方向，场强大小为E的匀强电场，当点电荷＋q在电场中移动时( )A．从a移到b，电场力不做功B．从a移到c，电场力做正功C．从d移到b，电场力做功为2qErD．从d移到a，电场力做功为2qEr解析点电荷Q所形成的电场与匀强电场叠加时，场强遵循矢量合成法则，电势遵循代数相加法则．也可应用独立作用原理，即求电荷q在电场中所受电场力，可先分别求出点电荷Q 和匀强电场对该电荷的作用力，再求它们的矢量和．求电荷在电场中具有的电势能或在电场中移动时电场力所做的功，可先分别求出在点电荷Q形成的电场和匀强电场中的电势能或在这两个电场中移动所做的功，再求和．a、b、c、d位于以＋Q为球心的球面上，它们在＋Q形成的电场中的电势是相等的，所以点电荷＋Q的电场力始终不做功．而在匀强电场中，这四个点的电势高低关系是φd>φa＝φc>φb，且U da＝U dc＝U ab＝U cb＝Er.由此可断定W db＝2qEr.答案 C设置目的考查求功公式W AB＝qEscosθ和等势面性质6.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等．一个正电荷在等势面L3处的动能为20 J，运动到等势面L1处时动能为零；现取L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4 J时，它的动能为(不计重力及空气阻力)( )A．16 J B．10 JC．6 J D．4 J解析正电荷在电场中只受电场力的作用，在L3时，动能为20 J，运动到L1时动能为零，此过程中只有电场力做功，所以电场力做了－20 J的功，而U21等于U32，所以qU21＝qU32，W31＝qU32＋qU21＝0－20 J，qU21＝－10 J，qU32＝－10 J，所以电荷运动到L2等势面时其剩余动能是10 J，此时电势能为零，则此正电荷动能和电势能总和为10 J．当它的电势能为4 J时，动能为6 J．所以C项正确．答案 C设置目的考查电场力做功公式及能量守恒7.如图所示，在O点固定一负点电荷，实线为其中几条对称分布的电场线，虚线为以Oe电场线上的O′点为圆心的一个圆，a、b、c、d、e，f、g、h为圆与电场线的交点，下列说法正确的是( )A．b、h两点的电场强度相同B．a点电势比e点电势高C．d、b两点间电势差大于e、b两点间电势差D．将电子沿圆周由h运动到d与由h运动到f，电场力做功相等解析A项，由图看出，b、h两点电场强度的大小相等，但方向不同，而电场强度是矢量，所以b、h两点的电场强度不同，故A项错误．B项，根据顺着电场线电势逐渐降低可知，离点电荷O越远，电势越高，故a点电势低于e点电势，故B项错误．C项，e点电势大于d点电势，则e、b两点间电势差大于d、b两点间电势差，故C项错误．D项，d、f两点电势相等，则电子沿圆周由h到d与由h到f，电场力做功相等，故D项正确．故选D项．答案 D8.如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b两点时的动能分别为26 eV和5 eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV 时，它的动能应为( ) A ．8 eV B ．13 eV C ．20 eVD ．34 eV解析 由于电荷在电场中移动时只有静电力做功，因此能量之间的转化只有动能和电势能之间的转化.1、2、3、4为等差等势面，等势面3的电势为零，从等势面1到等势面4电荷减少的动能为21 eV ，所以从1到3减少的动能为14 eV ，故电荷在等势面3上的动能为12 eV ，故当电势能为－8 eV 时，动能为20 eV. 答案 C9.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，粒子在到达B 点时的速度恰好为零，已知A 、B 所在位置的电场线方向竖直向下，A 、B 两点间的高度差为h ，则下列判断中错误的是( ) A ．带电粒子带负电B ．A 、B 两点间的电势差U AB ＝mghqC ．B 点场强大于A 点场强D ．A 点场强大于B 点场强解析 带电粒子在从A 到B 的过程中，只有重力和电场力做功．对A 到B 过程应用动能定理可知合外力做功为零即W G ＋W AB ＝0.又因为W G >0，所以W AB <0.U AB >0代入W AB ＝qU AB 可推出粒子带负电．U AB ＝－mgh －q ＝mghq ，A 、B 两项正确；因为带电粒子在由A 向B 运动的过程中，在重力和电场力作用下先加速后减速运动，说明电场力先小于重力，后来大于重力，所以电场力越来越大，故场强越来越大，C 项正确，D 项错误． 答案 D10.如图所示，质量为m 、带电荷量为q 的粒子，以初速度v 0从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B 点时，速率v B ＝2v 0，方向与电场的方向一致，则A 、B 两点的电势差为( ) A.mv 022q B.3mv 02qC.2mv 02qD.3mv 022q解析 粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有02－v 02＝2(－g)h ，粒子在水平方向做匀加速运动．电场力做正功，重力做负功，使粒子的动能由12mv 02变为2mv 02，则根据动能定理，有Uq＋(－mgh)＝2mv 02－12mv 02，其中由02－v 02＝2(－g)h ，得h ＝v 022g，代入解方程得A 、B 两点电势差应为2mv 02q ，应选C.答案 C设置目的 考查能量守恒与电场力做功11．(2019·河南省南阳市模拟)空间某区域竖直平面内存在电场，电场线分布如图所示．一个质量为m 、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v 1，方向水平向右，运动至B 点时的速度大小为v 2.若A 、B 两点之间的高度差为h ，则以下判断中正确的是( ) A ．A 、B 两点的电场强度和电势大小关系为E A >E B 、φA >φB B ．若v 2>v 1，则电场力不一定做正功 C ．A 、B 两点间的电势差为m 2q(v 22－v 12－2gh) D ．小球从A 运动到B 点的过程中电场力做的功为12mv 22－12mv 12解析 由电场线的疏密可判断出E A <E B .由电场线的方向可判断出φA >φB ，故A 项错误；在运动的过程中，由动能定理得，mgh ＋qU ＝12mv 22－12mv 12，若v 2>v 1，qU 可正可负即电场力不一定做正功，A 、B 两点间的电势差U ＝m 2q (v 22－v 12－2gh)，电场力做功W ＝qU ＝12mv 22－12mv 12－mgh.故B 、C 两项正确，D 项错误． 答案 BC 二、计算题12.如图所示，在平行金属带电极板MN 电场中将电荷量为－4×10－6C 的点电荷从A 点移到M 板，电场力做负功8×10－4J ，把该点电荷从A 点移到N 板，电场力做正功为4×10－4J ，N 板接地，设大地为零势面．则 (1)A 点的电势φA 是多少？ (2)U MN 等于多少伏？ (3)M 板的电势φM 是多少？解析 (1)A 、N 间的电势差：U AN ＝W AN q ＝4×10－4－4×10－6V ＝－100 V又U AN ＝φA －φN ，φN ＝0，则A 点的电势为：φA ＝－100 V. (2)根据带电粒子做功规律可知：W MA ＝－W AM ＝8×10－4J 所以M 、N 板间的电势差为：U MN ＝W MN q ＝W MA ＋W AN q ＝8×10－4＋4×10－4－4×10－6V ＝－300 V. (3)由U MN ＝φM －φN ，φN ＝0，得M 板的电势为：φM ＝U MN ＝－300 V.答案 (1)A 点的电势φA 是－100 V. (2)M 、N 板间的电势差U MN 等于－300 V. (3)M 板的电势φM 是－300 V.13.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 是半径为R 的圆形轨道，今有质量为m 、带电量为＋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，即重力做功和电场力做功，由动能定理得12mv2＝qU AD －mg ·2R.小球在D 点时受两个力：重力和电场力，但是电场力此刻沿切线方向，与速度方向相反．重力垂直于速度方向指向圆心提供向心力，由牛顿第二定律，得mg ＝m v 2R ，联立解得U AD ＝5mgR2q .由于B 、D 两点在同一等势面上，所以U AB ＝U AD ＝5mgR2q .答案5mgR2q14.如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC 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 点为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 点的水平面的竖直高度为3R ，小球滑到B 点时的速度大小为2gR.求： (1)小球滑至C 点时的速度大小； (2)A 、B 两点间的电势差；(3)若以C 点作为参考点(零电势点)，试确定A 点的电势．解析 (1)因B 、C 两点电势相等，故小球从B 到C 的过程中电场力做的总功为零． 由几何关系可得BC 的竖直高度． h BC ＝3R/2根据动能定理有mg×3R/2＝mv C 2/2－mv B 2/2 解得v C ＝7gR.(2)因为电势差U AB ＝U AC ，小球从A 到C ，重力和电场力均做正功，所以由动能定理有 mg ×3R ＋(－q)×U AC ＝mv C 2/2 解得U AB ＝U AC ＝－mgR/(2q)．(3)因为φA <φC 、φC ＝0，因为U AC ＝φA －φC 所以φA ＝U AC ＋φC ＝－mgR/(2q)．答案(1)7gR (2)－mgR/(2q) (3)－mgR/(2q)。
物理选修3-1课时作业
目录第一章静电场1电荷及其守恒定律752库仑定律763电场强度784电势能和电势805电势差816电势差与电场强度的关系837静电现象的应用848电容器的电容869带电粒子在电场中的运动88第二章恒定电流1电源和电流902电动势903欧姆定律914串联电路和并联电路925焦耳定律946导体的电阻957闭合电路的欧姆定律968多用电表的原理989实验：练习使用多用电表9810实验：测定电池的电动势和内阻99 11简单的逻辑电路101第三章磁场1磁现象和磁场1032磁感应强度1043几种常见的磁场1054通电导线在磁场中受到的力1075运动电荷在磁场中受到的力1096带电粒子在匀强磁场中的运动111综合检测第一章综合检测113第二章综合检测115第三章综合检测117期末综合检测119物理选修3－1配新课标人教版课时作业第一章静电场1电荷及其守恒定律一、单项选择题1．电视机的玻璃光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为()A．这是灰尘的自然堆积B．玻璃有极强的吸附灰尘的能力C．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘D．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘2．导体球A带5Q的正电荷，另一完全相同的导体球B带Q的负电荷，将两导体球接触一会儿后再分开，则导体球B的带电荷量为()A．－Q B．Q C．2Q D．4Q3．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列表示验电器上感应电荷分布情况的图中，正确的是()A B C D4．如图K1－1－1所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形金属导体上电荷的移动情况是()图K1－1－1A．枕形金属导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B．枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动C．枕形金属导体中的正电荷向B端移动，负电荷向A端移动D．枕形金属导体中的负电荷向B端移动，正电荷向A端移动二、双项选择题5．用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图K1－1－2所示，由此对摩擦起电说法正确的是()图K1－1－2A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同6．关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．可能是因摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而产生的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电7．如图K1－1－3所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b 斥c ，c 斥a ，d 吸b ，则( )图K1－1－3A ．仅有两个小球带同种电荷B ．仅有三个小球带同种电荷C ．c 、d 小球带同种电荷D ．c 、d 小球带异种电荷8．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成，u 夸克带电荷量为23e ，d 夸克带电荷量为－13e ，e 为元电荷，因此下列论断正确的是( )A ．质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成C ．中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D ．中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成9．如图K1－1－4所示，A 、B 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C 是带正电的小球，下列说法正确的是( )图K1－1－4A ．把C 移近导体A 时，A 、B 上的金属箔片都张开B ．把C 移近导体A 后，再把A 、B 分开，然后移去C ，A 、B 上的金属箔片仍张开 C ．先把C 移走，再把A 、B 分开，A 、B 上的金属箔片仍张开D ．先把A 、B 分开，再把C 移走，然后重新让A 、B 接触，A 上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合三、非选择题10．有A 、B 两个物体经摩擦后，使B 带上了2.4×10－6 C 的正电荷，求此过程中有多少电子发生了转移，是如何转移的？11．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10－5 C 的正电荷，小球B 、C 不带电．现在先让小球C 与小球A 接触后取走，再让小球B 与小球A 接触后分开，最后让小球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？12．如图K1－1－5所示，大球A原来的带电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到稳定状态时，发现A、B两球所带的电荷量与体积成正比，此时小球获得的电荷量为q，最后将两球分开；现给A球补充电荷，使其电荷量再次为Q，再次让小球接触大球后分开，每次都给大球补充到电荷量为Q，经过反复多次接触分开后，小球的带电荷量不再发生变化，问：此时小球带电荷量为多少？图K1－1－52库仑定律一、单项选择题1．关于点电荷的说法，正确的是()A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，无论带电量多少，这两个带电体都可看成点电荷D．一切带电体都可以看成点电荷2．真空中有A、B两个点电荷，相距10 cm，B的带电量是A的5倍．如果A电荷受到的静电力是10－4 N，那么B电荷受到的静电力大小为()A．5×10－4 N B．0.2×10－4 NC．10－4 N D．0.1×10－4 N3．两个半径均为1 cm的导体球，分别带上＋Q和－3Q的电量，两球心相距90 cm，相互作用力大小为F，现将它们碰一下后，放在两球心间相距3 cm处，则它们的相互作用力大小变为()A．300 F B．1 200 FC．900 F D．以上都不对4．如图K1－2－1所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态．则以下结论正确的是()图K1－2－1A ．如果q 2为正电荷，则可能q 1、q 3都是正电荷B ．如果q 2为正电荷，则可能q 1为正电荷，q 3为负电荷C ．若l 1 < l 2，则三个点电荷中q 3电量最大D ．若l 1 < l 2，则三个点电荷中q 1电量可能最大 二、双项选择题5．要使真空中两点电荷间的库仑力增大为原来的4倍，下列方法可行的是( ) A ．保持电荷间的距离不变，每个点电荷的带电量都增大到原来的2倍 B ．保持两点电荷的带电量不变，使两电荷间的距离增大到原来的2倍C ．使一个电荷的电量加倍，另一个电量不变，同时将电荷间的距离减小为原来的12D ．保持两点电荷的带电量不变，将电荷间的距离减小为原来的126．两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电量之比为1∶7，在真空中相距为r ，把它们接触后再放回原处，则它们之间的静电力可能为原来的( )A.47B.37C.97D.1677．如图K1－2－2所示，把一带正电的小球a 放在光滑绝缘斜面上，欲使球a 能静止在斜面上，需在MN 间放一带电小球b ，则b 应( )图K1－2－2A ．带正电，放在A 点B ．带正电，放在B 点C ．带负电，放在C 点D ．带正电，放在C 点 8．如图K1－2－3所示，用两根绝缘丝线挂着两个质量相同的不带电小球A 和B ，此时，上、下丝线受到的拉力分别为T A 、T B ；如果使A 带正电，B 带负电，则上、下丝线所受拉力分别为T ′A 、T ′B .则下列关系正确的是( )A ．T A < T ′AB ．T B >T ′BC ．T A ＝T ′AD ．T B <T ′B图K1－2－3图K1－2－49．如图K1－2－4所示，两质量分别为m 1和m 2、带电荷量分别为q 1和q 2的小球，用长度不等的绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β (α>β)，若两小球恰在同一水平线上，那么( )A ．两球一定带异种电荷B ．q 1一定大于q 2C ．m 1一定小于m 2D ．m 1所受静电力一定大于m 2所受静电力三、非选择题10．如图K1－2－5所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 和b ，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l 为球半径r 的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q.根据题中条件，有同学求出： a 、b 两球之间的万有引力F 引＝G m 2l 2，库仑力F 库＝k Q 2l2.请分析是否正确？图K1－2－511．如图K1－2－6所示，一条长为3L 的绝缘丝线穿过两个质量都是m 的小金属环A 和B ，将丝线的两端共同系于天花板上的O 点，使金属环带上等量电荷后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电荷量是多少？图K1－2－612．两个点电荷相距r ，其电荷量分别为Q A ＝＋9q ，Q B ＝＋q ，另外再放入一个点电荷Q C .请回答：(1)Q C 放在何处时，它受到的合力为零？(2)分析Q C 取何值时，Q B 受到的合力为零，验证此时Q A 受到的合力也为零．3 电场强度一、单项选择题1．下面关于电场的叙述不正确的是( )A ．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B ．只有电荷发生相互作用时才产生电场C ．只要有电荷存在，其周围就存在电场D ．A 电荷受到B 电荷的作用，是B 电荷的电场对A 电荷的作用2．真空中两个等量异种点电荷的电量值均为q ，相距r ，两点电荷连线中点处的场强为( )A ．0 B.2kqr2C.4kq r 2D.8kq r 23．在雷雨云下有一沿竖直方向的匀强电场，场强大小约为104 N/C.已知一半径为1 mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s 2，水的密度为103 kg/m 3.这雨滴携带的电荷量约为( )A ．2×10－9 CB ．4×10－9 CC ．6×10－9 CD ．8×10－9 C4．一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B 点时，它运动的v －t 图象如图K1－3－1所示，则A 、B 两点所在区域的电场分布情况可能是选项中的( )图K1－3－1二、双项选择题5．为了测量带电荷量为＋Q 的小球所激发的电场在A 点的电场强度，在A 点放入试探电荷q ，测出q 所受电场力大小为F A ，下列说法正确的有( )A ．试探电荷q 只能带正电B ．如果q 的电荷量较大，足以影响到＋Q 的分布状况，则q 不能作为试探电荷C ．如果在A 点换上试探电荷q ′，测得受力大小为F A ′，则F A ′q ′＝F AqD ．将试探电荷q 移到离Q 更远的一点B ，则F A q ＝F Bq的结论成立6．真空中距点电荷(电荷量为Q )为r 的A 点处，放一个带电荷量为q (q ≪Q )的点电荷，q 受到的电场力大小为F ，则A 点的场强为( )A.F QB.F q C ．k q r 2 D ．k Q r27．如图K1－3－2所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此可判断的是( )图K1－3－2A ．带电粒子带负电荷B ．带电粒子带正电荷C ．带电粒子在a 点的速度大于在b 点的速度D ．带电粒子做匀变速运动8．如图K1－3－3所示，AB 是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P 点处自由释放一个负试探电荷(不计电荷重力)时，它沿直线向B 点处运动，对此现象下列判断正确的是( )图K1－3－3A ．电荷可能向B 做匀速运动B ．电荷可能向B 做加速度越来越小的加速运动C ．电荷可能向B 做加速度越来越大的加速运动D ．电荷可能向B 做匀加速运动9．如图K1－3－4所示，图甲中AB 是点电荷电场中的一条电场线，图乙是放在电场线上a 、b 处的试探电荷其电量与所受电场力大小的关系图线，由此可以判定( )图K1－3－4A ．若场源是正电荷，位置在A 侧B ．若场源是正电荷，位置在B 侧C ．若场源是负电荷，位置在A 侧D ．若场源是负电荷，位置在B 侧三、非选择题10．场源电荷Q ＝2×10－4 C ，是正点电荷；检验电荷q ＝2×10－5 C ，是负点电荷；它们相距r ＝2 m ，且都固定在真空中，如图K1－3－5所示．求：(1)q 所受的静电力F ；(2)q 所在的B 点的场强E B ；(3)将q换为q′＝4×10－5 C的正点电荷后，q′所受的静电力F′及B点的场强E B′；(4)将检验电荷拿走后B点的场强．图K1－3－511．如图K1－3－6所示，有一水平向右的匀强电场，场强E＝9.0×103 N/C，在竖直平面内有一半径为0.1 m 的圆周，取最高点为C点，另在圆心O处放置电荷量为Q＝1.0×10－8 C的带正电的点电荷．试求C处的场强．图K1－3－612．如图K1－3－7所示，有一水平向右的匀强电场，场强为E＝1.25×104N/C，一根长L＝1.5 m、与水平方向的夹角为θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6 C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6 C，质量m＝1.0×10－2 kg.现将小球B从杆的上端N由静止释放，小球B开始运动．(静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6)求：(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？图K1－3－74电势能和电势一、单项选择题1．在电场中，把电荷量为4×10－9 C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8 J，则以下说法中正确的是()A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 JB．B点的电势是15 VC．电荷的电势能增加了6×10－8 JD．电荷的电势能减少了6×10－8 J2．电场中有A、B两点，A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝10 V，一个电子仅在该电场作用下由A点运动到B点的过程中，下面几种说法正确的是()A．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能减少了20 eVB．电子克服电场力做功20 eV，电子的动能增加了20 eVC．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能和动能之和增加了20 eVD．电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV，动能和电势能之和不变3．如图K1－4－1所示，在矩形ABCD的AD边和BC边中点M和N各放一个点电荷，它们带等量正、负电荷．E、F分别是AB边和CD边的中点，P、Q两点在MN连线上，MP＝QN，则电场强度和电势都相同的两点是()图K1－4－1A．E和FB．P和QC．A和BD．C和D4．关于等势面，下列说法正确的是()A．等势面与电场线处处垂直B．同一等势面上的各点场强大小必定相等C．电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向D．电荷从电场中一点移到另一点，电场力不做功，电荷必在同一等势面上移动二、双项选择题5．如图K1－4－2所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把＋q和－q的试验电荷依次放在三点上，关于它们所具有的电势能的正确说法是()图K1－4－2A．放上＋q时，它们的电势能E pA＞E pB＞E pCB．放上＋q时，它们的电势能E pA＜E pB＜E pCC．放上－q时，它们的电势能E pA＞E pB＞E pCD．放上－q时，它们的电势能E pA＜E pB＜E pC6．在电场中，A点的电势高于B点的电势，则()A．把负电荷从A点移到B点，电场力做负功B．把负电荷从A点移到B点，电场力做正功C．把正电荷从A点移到B点，电场力做负功D．把正电荷从A点移到B点，电场力做正功7．在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是()A．电场强度B．同一电荷所受电场力C．电势D．同一电荷具有的电势能8．某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图K1－4－3中实线所示)，图中未标明方向的一组虚线是电场线，则下列说法正确的是()图K1－4－3A．电子在a点动能较小B．电子在b点动能较小C．a点的场强大于b点的场强D．a点电势低于b点电势9．某电场的电场线分布如图K1－4－4所示，以下说法正确的是()图K1－4－4A．c点场强大于b点场强B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减少三、非选择题10．有一带负电的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4J；从B点移到C点，电场力对其做功9×10－4 J．问：(1)若以A为零势能点，B、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？(2)若以B为零势能点，A、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？11．如图K1－4－5所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B点时速度大小为3gh，则小球从A运动到B的过程中，电场力做多少功？若取A点电势为零，C点电势是多大？图K1－4－512．如图K1－4－6所示，在场强E＝104N/C的水平匀强电场中，有一根长l＝15 cm 的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g、电荷量q＝2×10－6 C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，取g＝10 m/s2.求：(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取A点电势为零，则小球在B点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？图K1－4－65电势差一、单项选择题1．电场中两点间电势差U＝Wq的意义是()A．它是由两点的位置决定的，与移动的电荷的种类和数量无关B．电势差与电场力做功成正比，与被移动的电荷量成反比C．电势差的大小等于移动单位电荷时电场力所做的功D．电场中两点间没有电荷移动，则电势差为零2．在电场中A、B两点间的电势差为U AB＝75 V，B、C两点间的电势差为U BC＝－200 V，则A、B、C三点电势高低关系为()A．φA>φB>φC B．φA<φC<φBC．φC>φA>φB D．φC>φB>φA3．如图K1－5－1所示，A、B为两等量异种点电荷，A带正电，B带负电，在AB的连线上有a、b、c三点，b为连线的中点，ab＝bc，则下列说法中不正确的是()图K1－5－1A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相同C．a、b间的电势差与b、c间的电势差相等D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不做功4．静电场中，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．若带电粒子在a、b两点的速率分别为v a、v b，不计重力，则带电粒子的比荷qm，为()A.v2a－v2bφb－φa B.v2b－v2aφb－φaC.v2a－v2b2(φb－φa)D.v2b－v2a 2(φb－φa)二、双项选择题5．下列说法正确的是()A．A、B两点的电势差，等于将正电荷从A点移到B点时电场力所做的功B．电势差是一个标量，但是有正值或负值之分C．由于电场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，不随零电势面的不同而改变，所以U AB＝U BA6．一个点电荷，从静电场中a点移到b点时电场力做功为零，则()A．a、b两点电势一定相等B．a、b两点电场强度一定相等C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向一定垂直D．a、b两点的电势差一定为零7．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.现有另一电荷量为－q、质量为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BA间的电势差小8．如图K1－5－2所示，B、C、D三点都在以点电荷＋Q为圆心的某同心圆弧上，将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，比较电场力做功大小有()图K1－5－2A．W AB>W AC B．W AD>W ABC．W AC＝W AD D．W AB＝W AC9．一电子在电场中运动经过A、B两点，经过A点时电势能为4.8×10－17 J、动能为3.2×10－17 J，经过B点时电势能为3.2×10－17 J．如果电子只受电场力作用，则() A．电子在B点时动能为4.8×10－17 JB．由A到B电场力做功为100 eVC．电子在B点时动能为1.6×10－17 JD．A、B两点间电势差为100 V三、非选择题10．在电场中，把电量为2.0×10－8 C的正点电荷从A点移到B点，电场力做了2.0×10－6 J的功；再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功6.0×10－6 J．求：(1)A、B两点间的电势差U AB；(2)A、C两点间的电势差U AC.11．如图K1－5－3所示，电场中某一电场线为一直线，线上有A 、B 、C 三个点，电荷q 1＝＋10－8 C 从B 点移到A 点时静电力做了10－7 J 的功；电荷q 2＝－10－8 C 在B 点的电势能比在C 点时大10－7 J.图K1－5－3(1)比较A 、B 、C 三点的电势高低，按由高到低的顺序排列； (2)求A 、C 两点间的电势差；(3)设B 点的电势为零，求电荷q 2在A 点的电势能．12．如图K1－5－4所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个带电量为－q 的油滴，从A 点以速度v 竖直向上射入电场．已知油滴质量为m ，重力加速度为g ，当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大小恰为v2，则：(1)电场强度E 为多大？(2)A 点与最高点的电势差为多少？图K1－5－46 电势差与电场强度的关系一、单项选择题1．关于场强和电势差的关系，下列说法正确的是( )A ．电场强度越大的地方，电势越高，任意两点间的电势差越大B ．沿着电场线方向，任何相同距离上降低的电势必定相等C ．电势降低的方向必定是电场强度的方向D ．沿着电场线方向，单位距离上降落的电势越大，则场强越大2．如图K1－6－1所示，圆O 所在的平面内有匀强电场存在，电场方向与圆面平行．一个带正电荷的微粒(不计重力)从图中A 点以相同的初动能向各个方向出发，在圆内运动，图中AB 是圆的一条直径，已知只有当该微粒从图中C 点处离开圆面时，动能才能达到最大值，则平面内的电场线方向为( )图K1－6－1A ．沿A →B 方向 B ．沿A →C 方向 C ．沿O →C 方向D ．沿B →C 方向3．如图K1－6－2所示，两块不带电的竖直平行金属板相距为d ，一个重为G 的带电小球在重力作用下在两极板间竖直下落，此时小球的运动轨迹是AB ，当两极板间加上电压U 时，小球所受合力方向变成沿BC 方向，则此小球所带的电荷量应是( )图K1－6－2A.G UB.G 2UC.Gd UD.2Gd U4．如图K1－6－3所示，a 、b 、c 、d 、e 五点在一直线上，b 、c 两点间的距离等于d 、e 两点间的距离．在a 点固定放置一个点电荷，带电荷量为＋Q ，已知在＋Q 的电场中b 、c 两点间的电势差为U ，将另一个点电荷＋q 从d 点移动到e 点的过程中，下列说法正确的是( )图K1－6－3A ．电场力做功qUB ．克服电场力做功qUC ．电场力做功大于qUD ．电场力做功小于qU 二、双项选择题5．下列单位中，是电场强度单位的是( ) A ．牛/库 B ．伏·米 C ．伏/米 D ．焦/库6．在静电场中，下列说法正确的是( )A ．场强处处为零的区域内，电势一定处处相等B ．场强处处相同的区域内，电势也一定处处相等C．电势降低的方向一定是场强方向D．同一电场中等势面分布越密的地方，场强一定越大7．下列关于匀强电场的说法中，正确的是()A．匀强电场中，场强处处相等，电势也处处相等B．匀强电场中，各点的场强都相等，各点的电势都不相等C．匀强电场中的等势面是一簇与电场线垂直的平面D．在匀强电场中画一条与电场线不垂直的直线，直线上任意两点间的电势差与两点间的距离成正比8．如图K1－6－4所示为一点电荷产生的电场中的三条电场线，已知电子在A点的电势能为－8 eV(无穷远处电势能为零)，则以下判断正确的是()图K1－6－4A．电场线方向一定由B点指向A点B．电子在A点所受电场力一定小于在B点所受的电场力C．A点的电势一定高于B点的电势D．A、B两点间的电势差一定小于8 V9．如图K1－6－5所示，实线为电场线，虚线为等势线，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K1－6－5A．φA>φB>φCB．E C＞E B＞E AC．U AB>U BCD．U AB＝U BC三、非选择题10．如图K1－6－6所示，A、B、C是匀强电场中的等腰直角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15 V，φB＝3 V，φC＝－3 V．试确定场强的方向，并画出电场线．图K1－6－611．如图K1－6－7所示，虚线方框内为一匀强电场区域，电场线与纸面平行，A、B、C为电场中的三个点，三点电势分别为φA＝12 V，φB＝6 V，φC＝－6 V.(1)试在方框内作出该电场的示意图(即画出几条电场线)，要保留作图时所用的辅助线．(2)若将一个电子从A点移到B点，电场力做多少电子伏的功？图K1－6－712．如图K1－6－8所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10 cm，其中Q板接地，两极板间的A点距P板4 cm.求：(1)P板及A点的电势．(2)保持两极板间的电势差不变，而将Q板向左平移5 cm，则A点的电势将变为多少？图K1－6－87静电现象的应用一、单项选择题1．关于静电平衡状态的导体，下列说法正确的是()A．处于静电平衡状态的导体内部有电荷，只是电荷静止不动B．处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零C．只要导体内部没有电荷定向移动，导体就达到了静电平衡状态D．原来不带电的导体放入电场后才会成为静电平衡状态的导体2．如图K1－7－1所示，金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球用导线相连，则验电器的金属箔片()。
2019春高中物理 第1章 静电场课时作业(打包9套)新人教版选修3-1
本套资源目录2019春高中物理第1章静电场1电荷及其守恒定律课时作业新人教版选修3_12019春高中物理第1章静电场2库仑定律课时作业新人教版选修3_1 2019春高中物理第1章静电场3电场强度课时作业新人教版选修3_12019春高中物理第1章静电场4电势能和电势课时作业新人教版选修3_12019春高中物理第1章静电场5电势差课时作业新人教版选修3_12019春高中物理第1章静电场6电势差与电场强度的关系课时作业新人教版选修3_12019春高中物理第1章静电场7静电现象的应用课时作业新人教版选修3_12019春高中物理第1章静电场8电容器的电容课时作业新人教版选修3_12019春高中物理第1章静电场9带电粒子在电场中的运动课时作业新人教版选修3_1第一章 1 电荷及其守恒定律基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．(2017·福建省三明市四地六校联考)公元前600年左右，希腊人泰勒斯就发现了用毛皮摩擦过的琥珀能吸引轻小的物体。
公元一世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”。
下列关于物体起电现象说法正确的是( D )A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C．摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分。
两个过程都没有产生电荷，故A、B错误；摩擦起电的两摩擦物体可以是导体，感应起电的物体不一定是导体，故C错误；不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移，故D正确。
2．如图是伏打起电盘示意图，其起电原理是( B )A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是解析：导电平板靠近带电绝缘板并接地时，发生静电感应，使导电平板带上负电荷，故选项B正确。
新人教版选修3—1课时作业：第一章第5节电势差(含解析)
电势差课时作业1．对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是()A．电势差的定义式U AB＝W ABq，说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．把正电荷从A点移到B点电场力做正功，则有U AB>0C．电势差的定义式中，U AB与移动电荷的电荷量q无关D．电场中A、B两点间的电势差U AB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力做的功解析：选BC.根据电势差的定义，电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时静电力所做的功，仅由电场及两点的位置决定，与移动的电荷量及做功的多少无关，即U＝Wq也是比值定义式，故应选B、C.2.(2014·清华附中高二检测)在如图所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E(在以O为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是() A．从A到B电场力做功最多B．从A到E电场力做功最多C．电场力做功一样多D．A点比D点电势高解析：选C.B、C、D、E在同一等势面上，所以U AB＝U AC＝U AD＝U AE，由W＝qU知做功一样多，C正确；在－Q的电场中，D点离源电荷远，所以D点的电势比A点高，D 错误．故选C.3.(2014·厦门六中高二期中)如图所示的匀强电场场强为103 N/C ，ab 平行于电场线，ab ＝cd ＝4 cm ，ac ＝bd ＝3 cm.则下列计算结果正确的是( )A ．ab 之间的电势差为40 VB ．ac 之间的电势差为50 VC ．将 q ＝－5×10－3 C 的点电荷沿矩形路径abdc 移动一周，电场力做功是－0.25 JD ．将q ＝－5×10－3 C 的点电荷沿abd 从a 移动到d ，电场力做功是0.25 J解析：选A.由U ＝W ab q ＝qE ·ab q＝E ·ab 得U ab ＝40 V ，A 正确；a 、c 在同一等势面上，U ac ＝0，B 错误；移动一周W ＝0，C 错误；W ad ＝W ab ＝40×(－5×10－3) J ＝－0.2 J ，D 错误．故选A.4.如图所示，在正点电荷Q 的电场中有a 、b 两点，它们到点电荷Q 的距离r 1＜r 2.求：(1)a 、b 两点哪点的电势高？(2)将一负电荷放在a 、b 两点，哪点的电势能较大？(3)若a 、b 两点间的电势差为100 V ，将二价负离子由a 点移到b 点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？解析：(1)由正点电荷的等势面特点可判断a 点的电势较高．(2)已知φa ＞φb ，U ab ＞0，当把负电荷从a 点移往b 点时，W ab ＝qU ab ＜0，电场力做负功，电势能增加，负电荷在b点电势能较大．(3)若U ab＝100 V，二价负离子带电荷量q＝－2×1.6×10－19 C，将该离子从a点移往b 点，电场力做功W ab＝qU ab＝－3.2×10－17 J，即克服电场力做功3.2×10－17 J.答案：(1)a(2)b(3)克服电场力做功 3.2×10－17 J附加题5.(2014·陕西宝鸡高二检测)如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力，则下列说法正确的是()A．粒子可能带负电B．粒子在P点的动能大于Q点动能C．粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能D．粒子在P点受到的电场力大于Q点受到的电场力解析：选B.由等势线与电场线垂直可画出电场线．确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧，粒子在P点的动能大于在Q点的动能，选项B正确；由于带电粒子只受电场力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变．根据A、B、C三条等势线的电势分别为3 V、5 V、7 V，可确定电场线方向偏向左侧，粒子带正电，粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，选项A、C错误；由于P点所在处等差等势面疏，电场强度小，所以粒子在P 点受到的电场力小于在Q点受到的电场力，选项D错误．6.(2014·莆田一中高二期中)在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示．若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从b点运动到d点的过程中()A．先做匀加速运动，后做匀减速运动B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C．电势能与机械能之和先增大，后减小D．电势能先减小，后增大解析：选D.a、c两点固定相同的正点电荷，则bd为等量同种点电荷连线的中垂线，由电场线分布情况可知带电粒子不可能做匀加速或匀减速运动，故A错误．等量同种点电荷连线的中点电势最高，带负电的粒子从b点运动到d点的过程中，先从低电势到高电势，再从高电势到低电势，故B错误．带电粒子从b到d运动过程中所受电场力先由b指向d，后由d指向b，所以电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小，后增大，故D正确．只有电场力做功，电势能与机械能之和保持不变，故C错误．故选D.。
人教版高二物理选修3-1课时作业第一章 静电场 1.5电势差 word版含解析答案
人教版选修3-1课时作业第一章静电场电势差一、选择题1.下列物理量中与试探电荷有关的是()A.电场强度B.电势C.电势能D.电势差2.对于电场中A、B两点,下列说法中正确的是()A.电势差的定义式U AB=W AB,说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比,与移动电荷的电荷量q q成反比B.A、B两点间的电势差U AB与移动电荷的电荷量q无关C.把负电荷从A点移到B点电场力做正功,则有U AB>0D.电场中A、B两点间的电势差U AB等于把正电荷q从A点移动到B点时静电力做的功3.在某电场中,A、B两点间的电势差U AB=60 V,B、C两点间的电势差U BC=-50 V,则A、B、C三点电势高低关系是()A.φA>φB>φCB.φA<φC<φBC.φA>φC>φBD.φC>φB>φA4.(多选)如图所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心的某同心圆弧上,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.W AB>W ACB.W AD>W ABC.W AC=W ADD.W AB=W AC5.图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面。
一个电荷量为-5.0×10-8 C的点电荷,沿图中曲线从A点移到B点,电场力做的功为()A.-5.0×10-7 JB.5.0×10-7 JC.-3.5×10-6 JD.3.5×10-6 J6.如图所示,a、b、c三条虚线为电场中的等势面,等势面b的电势为0,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点时的动能为10 J,在静电力作用下从A点运动到B点,在B点时速度为0,当这个粒子的动能为7.5 J时,其电势能为()A.12.5 JB.2.5 JC.0D.-2.5 J7.(多选)一个电子在电场中的A点具有80 eV的电势能,在由A点移到B点的过程中,电子克服静电力做功30 eV,则()A.电子在B点的电势能为110 eVB.电子的电势能增加了30 eVC.A、B两点间的电势差为110 VD.A、B两点间的电势差为-30 V8.如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。
高中物理第1章静电场5电势差课时作业新人教版选修3_1
第一章 5 电势差基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．(2017·上海市金山中学高二上学期期中) 关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是( B )A ．电势差是矢量，电场力做的功是标量B ．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零C ．在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大D ．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零解析：电势差是标量，电场力做功也是标量。
故A 错误。
根据U AB ＝WABq 知，在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零。
故B 正确。
两点间的电势差与移动的电荷量无关，由电场本身决定。
故C 错误。
根据U AB ＝WABq知，电场力做正功，电势差不一定大于零，若电荷带负电，电势差小于零。
故D 错误。
2．如图所示，正点电荷电场中有A 、B 两点，将一电荷量为q ＝＋3.2×10－19C 的试探电荷从电场中的A 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 ．2V解析：U AB ＝WAB q ＝6.4×10－203.2×10－19V ＝0.2V ，所以选项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U AB ＝75V ，B 、C 两点间的电势差为U BC ＝－200V ，则A 、B 、C 三点电势高低关系为导学号 74700122( C )A ．φA ＞φB ＞φC B ．φA ＜φC ＜φBC ．φC ＞φA ＞φBD ．φC ＞φB ＞φA解析：由题意，U AB ＝φA －φB ＝75V ，则得：φA ＞φB ；U BC ＝φB －φC ＝－200V ，则得：φB ＜φC ；又U AC ＝U AB ＋U BC ＝(75－200) V ＝－125V ，则得：φA ＜φC ；故有：φC＞φA＞φB；故A、B、D错误，C正确。
高中物理 第一章 静电场 5 电势差课时作业(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高中选修3-1物理
课时作业5 电势差时间：45分钟一、单项选择题1．一个带正电的质点，电荷量q ＝2.0×10－9C ，在静电场中由A 点移动到B 点，在这过程中除电场力外，其他力做的功为6.0×10－5 J ，质点的动能增加了8.0×10－5 J ，如此A 、B 两点间的电势差U AB 为( A )A ．1×104 VB ．－1×104 VC ．4×104 VD ．－7×104 V解析：由题意得，质点所受合外力做的功等于质点动能的增量，等于8.0×10－5 J ，又因为其他力做的功为6.0×10－5 J ，所以，电场力对质点做功为2.0×10－5 J ．根据U AB ＝W AB q，可得U AB ＝1×104 V ，A 正确．2.如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的电势为零．一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26 eV 和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV ，它的动能应为( C )A ．8 eVB ．13 eVC ．20 eVD ．34 eV解析：等势面3的电势为零，如此点电荷电势能也为零．由于两相邻等势面的电势差相等，又知E k a >E k b ，如此a 点的电势能可表示为－2qU (U 为相邻两等势面的电势差)，b 点的电势能可表示为qU .由于总的能量守恒，如此有：E k a ＋(－2qU )＝E k b ＋qU ，即26 eV －2qU ＝5 eV ＋qU ，解得qU＝7 eV，如此总能量为7 eV＋5 eV＝12 eV，当电势能为－8 eV，动能E k＝12 eV－(－8) eV＝20 eV.3.如下列图，三个同心圆是以点电荷Q为圆心的等势面，相邻等势面的电势差相等，如此如下说法正确的答案是( D )A．一个点电荷＋q在B点所受的电场力比在A点的大B．一个点电荷＋q在B点具有的电势能比在A点的小C．将同一个电荷由B点移到D点电场力做的功比由C点移到A点多D．将电荷＋q由B点移到C点，电场力做正功解析：点电荷电场中，离点电荷越近场强越大，所以E A>E B，点电荷＋q在A点受的电场力比在B点受的电场力大，故A选项错误．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，故B 选项错误．从B到D移动电荷量为＋q的电荷，静电力做功W BD＝qU BD，从C到A所做的功是W CA＝qU CA，因为U BD＝U CA，故W BD＝W CA，即C选项错误．从B到C移动＋q，电场力应做正功，D选项正确．4.如图，三个等势面上有a、b、c、d四点，假设将一正电荷由c经a移到d点，电场力做正功W1；假设由c经b移到d点，电场力做正功W2.如此W1与W2，c、d两点电势φc、φd关系为( D )A．W1>W2，φc>φd B．W1<W2，φc<φdC．W1＝W2，φc<φd D．W1＝W2，φc>φd解析：c→a→d：W1＝qU cd>0，因为q>0，所以U cd>0，即φc>φd.c→b→d：W2＝qU cd，所以W1＝W2，故D正确．5.如下列图的点电荷电场中，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，如此电场力做功( D )A．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：以点电荷为圆心的圆周上的各点电势相等，所以U AB＝U AC＝U AD＝U AE.根据W＝qU可知，将检验电荷从A移到B、C、D、E各点电场力做功一样多，选项D正确．6.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度与运动轨迹如下列图，可以判定( B )A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D．电场中A点的电势低于B点的电势解析：由电场线的指向可知A点电势高于B点电势；由电场线的疏密程度可知粒子在A 点受的电场力小于B点，故粒子在A点的加速度小于B点的加速度；由运动轨迹的弯曲方向知粒子在运动过程中，电场力对其做正功，故其动能增加，电势能减小．综上知：只有选项B正确．7．对于电场中A、B两点，如下说法正确的答案是( C )A．电势差的定义式U AB＝W AB/q，说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C．将1 C电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，这两点间的电势差为1 VD．电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功解析：根据电势差的定义，电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功，仅由电场与两点位置决定，与移动的电荷量与做功的多少无关，即U＝W/q 也是比值定义式，所以A、B选项错误，C选项正确．电势能的变化唯一决定于电场力做的功，与其他力是否做功，做多少功都没有关系，D选项错误．二、多项选择题8.如下列图，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，如此以下说法正确的答案是( AD )A．A点场强小于B点场强B．A点场强方向指向x轴负方向C．A点场强大于B点场强D．A点电势高于B点电势解析：由电场线与等势面的关系可知电场线一定与等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相对应的电场线分布，如图中虚线所示，如此可知A、B两点处的场强方向应与x轴同向，由电场线的疏密可知，A点处的场强E A小于B点处的场强E B，故正确答案为A、D选项．9.如下列图，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等．光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OM<ON.假设滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，如此( AC )A．滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大B．滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小C．在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度一样的两个位置D．在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置解析：由于OM<ON，且在M、N两处弹簧弹力相等，可知在M处弹簧处于压缩状态，在N 处弹簧处于拉伸状态，滑块从M到N的过程中，电场力对滑块做正功，而弹簧的弹性势能先增大，再减小，然后再增大，滑块在电场力和弹簧弹力共同作用下速度可能一直增加，A选项正确；由W＝qU，可知滑块从1到2与从3到4电场力做功相等，B选项错误；由动能定理可得电场力做正功和弹簧做的负功相等，如此动能不变，所以在M、N之间有可能存在滑块速度一样的两个位置，C选项正确；当弹簧处于原长时，弹力为零，滑块仅受电场力，此时滑块的加速度仅由电场力决定，当弹簧与直杆垂直时，弹力在竖直方向上，滑块的加速度仅由电场力决定，故对应的位置有两处，D选项错误．10．如下列图，三条平行等距的直线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，对于这轨道上的a、b、c三点来说( BD )A．粒子必先过a，再到b，然后到cB．粒子在三点所受的合力F a＝F b＝F cC ．粒子在三点的动能大小为E k b >E k a >E k cD ．粒子在三点的电势能大小为E p b >E p a >E p c解析：该电场中的等势线为均匀分布且平行的直线，可知该电场为匀强电场，电场线的方向是由高电势指向低电势，且垂直等势线，带负电的粒子所受电场力与电场线方向相反，由做曲线运动的条件可知，粒子亦可先过c 点，经b 点再到a 点，选项A 错误；粒子在匀强电场中受到电场力为恒定外力，应当选项B 正确；粒子在该匀强电场中运动过程中，电势能和动能的总和保持不变，带负电的粒子在c 点时的电势能最小，在b 点的电势能最大，故E k c >E k a >E k b 、E p b >E p a >E p c ，应当选项D 正确，选项C 错误．三、非选择题11.如下列图，把电量为－5×10－9C 的电荷，从电场中的A 点移到B 点，其电势能增大(选填“增大〞“减小〞或“不变〞)；假设A 点的电势U A ＝15 V ，B 点的电势U B ＝10 V ，如此此过程中电场力做的功为－2.5×10－8 J.解析：负电荷受的电场力方向逆着电场线的方向，电荷从A 点移到B 点的过程中，电场力对其做负功，电势能增大；电场力做功W AB ＝qU AB ＝(－5×10－9)×(15－10) J ＝－2.5×10－8 J.12．在电场中把一个电荷量为6×10－6C 的负电荷从A 点移到B 点，抑制电场力做功3×10－5 J ，再将电荷从B 点移到C 点，电场力做功1.2×10－5J ，求A 与B 、B 与C 、A 与C 间的电势差．答案：5 V －2 V 3 V解析：这是一个直接应用电势差的定义式计算的题目，解题的关键是注意电场力的功、电荷、电势差正负值之间的关系，如把这三个量值与其正、负号都代入，结果是统一的．根据电场力做功和电势差的关系，得U AB ＝W AB /q ＝－3×10－5－6×10－6 V ＝5 V U BC ＝W BC /q ＝1.2×10－5－6×10－6V ＝－2 V 所以U AC ＝U AB ＋U BC ＝5 V ＋(－2 V)＝3 V.13．有一个带电荷量q＝3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷抑制电场力做6×10－4J的功，从B点移到C点电场力对电荷做功9×10－4J，求A、C两点间电势差，并说明A、C两点哪点电势较高．答案：100 V A点较高解析：由题意，知W AB＝－6×10－4 J所以U AB＝W AB/q＝－6×10－4/(3×10－6) V＝－200 V又因W BC＝9×10－4 J所以U BC＝W BC/q＝9×10－4/(3×10－6) V＝300 VU AC＝φA－φc＝(φA－φB)＋(φB－φc)＝U AB＋U BC＝100 V即A点电势比C点高100 V.。
高中物理第一章静电场5电势差练习新人教版选修3-1(2021年整理)
2018-2019学年高中物理第一章静电场5 电势差练习新人教版选修3-1 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中物理第一章静电场5 电势差练习新人教版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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5电势差知识点一电势和电势差1.下列关于电势差的说法中正确的是（)A.两点间的电势差等于将电荷从其中一点移到另一点时静电力所做的功B.将1C的电荷从电场中一点移到另一点，如果静电力做了1J的功，那么这两点间的电势差就是1VC.在两点间移动电荷时，静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D。
两点间电势差的大小跟放入这两点的电荷所带的电荷量成反比2。
在某电场中，A、B两点间的电势差U AB=60V，B、C两点间的电势差U BC=-50V，则A、B、C三点电势高低关系是()。
A.φA>φB〉φC B。
φA<φC<φBC。
φA〉φC>φB D.φC〉φB〉φA3.(多选）如图L1-5—1所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中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，A与B间、B与C间的电势差分别为U AB、U BC，则下列关系中正确的是(）图L1-5-1A。
φA>φB〉φC B。
E C〉E B〉E AC.U AB<U BCD.U AB=U BC知识点二电势差与静电力做功的计算4.电场中a、b两点间的电势差U ab=1V，将一电子从a点移到b点，电子克服静电力做的功为1eV,则（）A.场强方向一定是由b指向aB.场强方向一定是由a指向bC。
2019-2020年高中物理 第1章 5电势差课时作业(含解析)新人教版选修3-1
2019-2020年高中物理 第1章 5电势差课时作业（含解析）新人教版选修3-11．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1－5－6A ．a 、b 两点间的电势差为W qB ．a 点的电场强度为E ＝W qdC ．b 点的电场强度为E ＝W qdD ．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】 A2．(多选)如图1－5－7所示，实线为电场线，虚线为等势线，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1－5－7A ．φA ＞φB ＞φCB ．EC ＞E B ＞E A C ．U AB ＜U BCD ．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】 ABC3．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1－5－8A ．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 VD ．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，所以该电荷一定为负电荷，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 ＝0.4×10－8－1.0×10－9V ＝－4.0 V ，所以C 选项错误．正确答案为A. 【答案】 A4．(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1－5－9A ．A 、B 两点的电场强度E A ＞E BB ．电子在A 、B 两点的速度v A ＜v BC ．A 、B 两点的电势φA ＞φBD ．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、电势能等基本概念．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】 ACD5．(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1－5－10A．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】AD6．如图1－5－11所示，有一半圆弧光滑轨道，半径为R，在与圆心等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1－5－11A．小球一定能穿过MN区域继续运动B．如果小球没有穿过MN区域，小球一定能回到出发点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 点速度大于等于gRD．如果小球一定能穿过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，根据能量守恒定律，小球能回到出发点，且速度为零，B项对，C项错．如果小球一定能穿过MN区域，根据动能定理，电场力做的功与重力做的总功之和等于动能的变化，由于不知道小球在N点的速度是否为0，所以无法确定电场力做的功，D项错．【答案】B7．(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1－5－12A ．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，电场强度恒定，电子运动的加速度恒定，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】 BC8．(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v 0射入电场，运动到A 点时速率为2v 0.现有另一电荷量－q 、质量m 的粒子以速率2v 0仍从O 点射入该电场，运动到B 点时速率为3v 0.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】 由动能定理有：qU OA ＝12m (2v 0)2－12mv 20＝32mv 20；－qU OB ＝12m (3v 0)2－12m (2v 0)2＝52mv 20，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 VB ．电场线的方向从右向左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【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 ＝－0.11×10－2V ＝－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，合外力的方向一定指向曲线内侧，则C 正确，D 错误．【答案】 BC10．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2×10－8 C 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 ＝1×10－61×10－8V ＝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：W 2＝2W 1＝2×10－6 J.【答案】 (1)增加 1×10－6 J (2)100 V(3)带负电 2×10－6 J11．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＝－4×10－8 C 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，增加的电势能等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 －4×10－8C＝60 V . 【答案】 (1)电势能增加了2.4×10－6 J (2)60 V12．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 ＝ 1.2×10－74×10－8×5×10－2V/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＋1.44×10－74×10－8V ＝6.6 V . 【答案】 (1)60 V/m (2)1.44×10－7 J (3)6.6 V .。
高中物理第一章静电场第5节电势差课后训练新人教版选修3-1(new)
第5节 电势差课后训练基础巩固1．下列关于电场的描述,正确的是（ ）A ．电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关B ．电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关C ．同一点电荷处于电场中的不同位置时，具有的电势能越大,说明那一点的电势就越高D ．同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要电场力做的功相同，那么两点间的电势差一定相同2．如图所示，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（ ）A ．a 、b 两点间的电势差为W qB ．a 点的电场强度为E ＝W qdC ．b 点的电场强度为E ＝错误!D ．a 点的电势为错误!3．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 ，则以下认识中错误的是（ )A ．电场强度的方向一定由b 沿直线指向aB ．a 、b 两点间电势差U ab ＝5 VC ．电子的电势能减少5 eVD ．电子的电势能减少5 J4．如图所示的点电荷电场中，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（ ）A ．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5．一个带正电的质点，电荷量Q ＝－2.0×10－9 C,在静电场中由a 点移到b 点，在此过程中，除静电力外,其他力做的功为6。
0×10－5 J ，质点的动能增大了8.0×10－5 J,则a 、b两点间的电势差为（ ）A ．1×104 VB ．－1×104 VC ．7×104 VD ．－7×104 V能力提升6．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，如图所示，该点电荷的电荷量数值为 1.0×10－9 C，那么（）A．该电荷为负电荷B．该电荷为正电荷C．A、B两点的电势差大小U AB＝4。
20182019学年高中物理第1章静电场第5节电势差练习新人教版选修31
第5节电势差基础巩固1.对于电场中A,B两点,下列说法中正确的是( B )A.电势差的定义式U AB=,说明两点间的电势差U AB与静电力做功W AB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比B.A,B两点间的电势差U AB与移动电荷的电荷量q无关C.把负电荷从A点移到B点静电力做正功,则有U AB>0D.电场中A,B两点间的电势差U AB等于把正电荷q从A点移动到B点时静电力做的功解析:根据电势差的定义,电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时静电力所做的功,仅由电场及两点的位置决定,与移动的电荷量及做功的多少无关,故应选B.2.(多选)下面关于电势、电势差和电势能的关系,正确的是( BD )A.电荷在某点的电势能越大,该点的电势越高B.在电场中的两点之间移动电荷,静电力做功越多,这两点的电势差越大C.由于零电势点的选取是任意的,所以电场中两点间的电势差也是不确定的D.电场中A点电势比B点高1 V,则电荷量为10-2C的正电荷从A移到B电势能减少了10-2J 解析:根据电势能的公式E p=qφ可知电场中电势越高的地方,正电荷在该点具有的电势能越大,负电荷在该点具有的电势能越小,故A错误;根据公式U AB=,在电场中的两点之间移动电荷,静电力做功越多,这两点的电势差越大,故B正确;电势差与零电势点的选取无关,零电势点的选取是任意的,但是电场中两点间的电势差是确定的,故C错误;电场中A点电势比B 点高1 V,则电荷量为10-2 C的正电荷从A移到B静电力做功10-2 J,电势能减少了10-2 J,故D正确.3.(2018·山东师大附中高二测试)如图所示,三个同心圆是以点电荷Q为圆心的等势面,相邻等势面的电势差相等,则下列说法正确的是( D )A.一个点电荷+q在B点所受的静电力比在A点的大B.一个点电荷+q在B点具有的电势能比在A点的小C.将同一电荷从B点移到D点,静电力做功比由C点移到A点多D.将电荷+q由B点移到C点,静电力做正功解析:点电荷电场中,离点电荷越近电场强度越大,所以E A>E B,点电荷+q在A点受的静电力比在B点受的静电力大,故选项A错误.从B向A移动+q,静电力做正功,电势能减小,即+q在B 点电势能比在A点大,故选项B错误.从B到D移动电荷量为+q的电荷,静电力做功W BD=qU BD.从C到A所做的功是W CA=qU CA,因为U BD=U CA,故W BD=W CA,即选项C错误.从B到C移动+q,由于U BC>0,故对于正电荷,静电力做正功,W BC=qU BC>0,故选项D正确.4.如图所示,是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线),两等势面之间的电势差大小为2 V,有一个带电荷量为q=-1.0×10-8 C的电荷,从A点沿不规则曲线路径移到B点,静电力做功为( B )A.2.0×10-8 JB.-2.0×10-8 JC.1.60×10-7 JD.-4.0×10-8 J解析:由W AB=qU AB得W AB=-1.0×10-8×2 J=-2.0×10-8 J,故选项B正确.5.(2018·四川宜宾市三中高二期中)如图所示为某静电场等势面的分布,电荷量为1.6×10-9 C的正点电荷从A经B,C到达D点,则从A至D,静电力对电荷做的功为( B )A.4.8×10-8 JB.-4.8×10-8 JC.8.0×10-8 JD.-8.0×10-8 J解析:U AD=ϕA-ϕD=-40-(-10) V=-30 V,所以W AD=qU AD=1.6×10-9×(-30) J=-4.8×10-8 J,故选项B正确.6.(多选)如图所示,B,C,D三点都在以点电荷+Q为圆心的某同心圆弧上,将一试探电荷从A 点分别移到B,C,D各点时,静电力做功大小比较( CD )A.W AB>W ACB.W AD>W ABC.W AC=W ADD.W AB=W AC解析:点电荷的等势面为同心球面,故B,C,D三点位于同一等势面上,故U AB=U AC=U AD,将同一试探电荷从A点分别移到B,C,D各点,由功的计算公式W=qU可得静电力做功相同,故选项C,D 正确.能力提升7.(2018·北京市二中高二期中)如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26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV 时,它的动能应为( C )A.8 eVB.13 eVC.20 eVD.34 eV解析:由图可判断b点电势高于a点电势,设各等势面间电势差为U,则由能量守恒,-2Uq+26 eV=Uq+5 eV,所以Uq=7 eV,所以,点电荷能量为7 eV+5 eV=12 eV,所以,当电势能为-8 eV时,动能为12e V- (-8) eV=20 eV,故C正确.8.(2018·河南漯河市高级中学高二测试)(多选)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,如图所示,该点电荷的电荷量大小为1.0×10-9 C,那么( AD )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 VD.把该点电荷从A移到B,静电力做功为W AB=0.40×10-8 J解析:A点的电势能大于B点的电势能,将该点电荷从A点移到B点静电力做正功,所以该电荷一定为负电荷,且W A B=E p A-E p B=1.2×10-8J-0.80×10-8 J=0.40×10-8 J,故选项A,D正确,B错误;U AB== V=-4.0 V,故选项C错误.9.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10-9 C,在静电场中由a点移动到b点.在这个过程中,除静电力外,其他外力做的功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a,b两点间的电势差U ab为( A )A.1×104 VB.-1×104 VC.4×104 VD.-7×104 V解析:设静电力做功为W,由动能定理知W+6.0×10-5 J=8.0×10-5 J,可求得W=2.0×10-5 J,因此a,b两点间的电势差为U ab==1×104 V,故选项A正确.10.(2018·四川资阳高中高二期中)(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( AD )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:由动能定理有q U O A=m(2v0)2-m=m;-q U O B=m(3v0)2-m(2v0)2=m,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,所以选项A,D正确.11.已知将电荷量为 2.0×10-7 C的正点电荷从电场中的M点移到N点时,静电力做功为5.0×10-5J,将此点电荷从N点移到无限远处时,静电力做功为1.5×10-5J,则M点的电势为多大?N点的电势为多大?解析:U MN== V=250 V,ϕN== V=75 V,由U MN=ϕM-ϕN=250 V得ϕM=325 V.答案:325 V 75 V(教师备用)1.在点电荷Q形成的电场中有一点A,当一个电荷量为-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,静电力做的功为W,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点到无限远的电势差分别为( A )A.E pA=-W,U AO=B.E pA=W,U AO=-C.E pA=W,U AO=D.E pA=-W,U AO=-解析:依题意,-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,静电力做的功为W,则电荷的电势能减小W,无限远处电荷的电势能为零,则电荷在A点的电势能为E pA=-W,A到无限远的电势差为U AO=-U OA=-=,故选项A正确.2.(多选)如果在某电场中将5.0×10-8C的电荷由A点移到B点,静电力做功为6.0×10-3J,那么( AC )A.A,B两点间的电势差是1.2×105 VB.A,B两点间的电势差是3.0×10-10 VC.若在A,B两点间移动2.5×10-8 C的电荷,静电力将做3.0×10-3 J的功D.若在A,B两点间移动1.0×10-7 C的电荷,静电力将做3.0×10-17 J的功解析:A,B两点间的电势差U AB== V=1.2×105V,故选项A正确,B错误;在A,B 两点间移动 2.5×10-8 C的电荷时,A,B间的电势差不变.则静电力做功为W AB′=q′U AB=2.5×10-8×1.2×105 J=3.0×10-3 J,故选项C正确;在A,B两点间移动1.0×10-7 C的电荷时,静电力做功为W AB″=q″U AB=1.0×10-7×1.2×105 J=1.2×10-2 J,故选项D错误.3.(2018·河北石家庄市二中高二月考)(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a,b所在的电场线竖直向下,a,b 间的高度差为h,则( ABC )A.带电粒子带负电B.a,b两点间的电势差U ab=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mgh-qU ab=0,解得a,b两点间电势差为U ab=.因为a点电势高于b点电势,U ab>0,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点电场强度大于a点电场强度,选项C正确,D错误.4.一个带正电的点电荷,电荷量q=2.0×10-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,静电力做的功为2.0×10-5J,则a,b两点间的电势差为多少?若在a,b两点间移动-2.5×10-9 C的电荷,那么静电力做的功为多少?解析:设此过程中,静电力对点电荷做的功为W ab,则W所以U ab== V=1.0×104 V若在a,b两点间移动-2.5×10-9 C的电荷,那么静电力做的功为W= q′U ab=-2.5×10-5 J.答案:1.0×104 V -2.5×10-5 J。
20192020学年高中物理 第一章 静电场 5 电势差练习含解析新人教版选修31
5 电势差课后篇牢固提升1.以下列图,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,电荷战胜静电力做功,以下说法不正确的选项是( )A.M点和N点之间必然有电势差B.M点的电场强度必然大于N点的电场强度C.电场线的方向从M指向ND.M点的电势大于N点的电势剖析负电荷从M移到N时,电荷战胜静电力做功,则负电荷所受的静电力的方向是从N到M,则电场线的方向为由M指向N。
判断知选项A、C、D正确,B错误。
答案B2.一个点电荷,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两点的电场强度必然相等B.作用于该点电荷的静电力与其搬动方向总是垂直的C.a、b两点的电势差为零D.点电荷必然沿直线从a点移到b点剖析由公式Wab=qUab可知,若Wab=0,则必然是Uab=0。
选项C正确。
答案C3.一个电荷量为q=2.0×10-9 C的带正电的质点在静电场中由a点搬动到b点过程中,除静电力外,其他力做的功为6.0×10-5 J,质点的动能增加了8.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差Uab 为( )A.1×104 VB.-1×104 VC.4×104 VD.-7×104 V剖析设此过程中静电力对点电荷做的功为Wab,由动能定理可知W外+Wab=ΔEk,即Wab=ΔEk-W 外=2.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差为Uab==1.0×104 V,故A正确。
答案A4.在某电场中,A、B两点间的电势差UAB=60 V,B、C两点间的电势差UBC=-50 V,则A、B、C三点电势高低关系是( )A.φA>φB>φCB.φA<φC<φBC.φA>φC>φBD.φC>φB>φA剖析因为UAB=φA-φB=60 V>0,所以φA>φB,又UBC=φB-φC=-50 V<0,所以φB<φC,又UAC=UAB+UBC=60 V+(-50 V)=10 V>0,所以φA>φC,故φA>φC>φB。
高中物理第一章静电场1.5电势差课后训练新人教版选修3-1(new)
1.5 电势差课后训练1．对于电场中A 、B 两点，下列说法正确的是( ）。
A ．电势差的定义式AB AB WU q=，说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比B ．把正电荷从A 点移到B 点电场力做正功，则有U AB 〉0C ．电势差的定义式AB AB WU q=中，U AB 与移动的电荷量q 无关D ．电场中A 、B 两点间的电势差U AB 等于把正电荷q 从A 点移动到B 点时电场力所做的功 2．如图所示,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 点，电场力做正功W 1；若由c 经b 移到d 点，电场力做正功W 2,则W 1与W 2，c 、d 两点电势φc 、φd 关系为( ）。
A ．W 1〉W 2，φc 〉φdB ．W 1〈W 2，φc 〈φdC ．W 1＝W 2，φc <φdD ．W 1＝W 2，φc >φd3．如图所示，B 、C 、D 三点都在以点电荷＋Q 为圆心、半径为r 的圆弧上,将一试探电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点时，电场力做功是（ )。
A ．W AB 〉W AC B ．W AD >W AB C ．W AC >W AD D ．W AB ＝W AC4．对U AB ＝1 V 的正确理解是( ）.A ．从B 到A 移动1C 的电荷,电场力做功－1 J B ．从A 到B 移动1 C 的电荷，电场力做功1 J C ．从B 到A 移动1 C 的电荷，电场力做功1 JD ．从A 到B 移动1 C 的电荷，电场力做功－1 J5．静电场中，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，若带电粒子在a 、b 两点的速率分别为v a 、v b ,不计重力,则带电粒子的比荷qm为（ ）.A ．22a b b a v v ϕϕ--B ．22b a b a v v ϕϕ--C ．222()a b b a v v ϕϕ--D ．222()b a b a v v ϕϕ--6．在下图中，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10 V 、6 V 和－2 V ，则U AB ＝______，U BC ＝______，U CA ＝______。
人教版高中物理选修3-1第一章静电场作业题及答案解析第一章第5节
第5节 电势差1．电场中两点间电势的差值叫电势差，U AB ＝φA －φB ，U BA ＝φB －φA ，因而U AB ＝－U BA .2．电势差是标量．电势差有正负，电势差的正负表示电场中两点电势的高低，若U AB >0，则φA >φB .如U AB ＝－5 V ，说明A 点的电势比B 点的电势低5 V .3．公式W AB ＝qU AB ，适用于任何电场，应用时要注意各物理量的正负，若q 为负，U AB 为负，则静电力做的功为正功；若q 为负，U AB 为正，则静电力做的功为负功．4．某电场中，点电荷从a 点移到b 点，电场力做功为零，则( )A ．a 、b 两点的场强一定相等B ．a 、b 两点间的电势差一定为零C ．a 、b 两点的电势一定相等D ．电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向答案 BC解析 电荷在电场中移动过程中，电场力做功为零，则其电势能不变，电荷在初末两位置的电势能相等，因此电荷所在的初末两位置电势相等，但初末两位置间场强不一定相等．虽然电场力做功为零，但不一定在移动时电荷运动方向总是与电场力方向垂直，因为电场力做功为零可以由多种可能的运动路径造成．5．对于电场中A 、B 两点，下列说法正确的是( )A ．电势差的定义式U AB ＝W AB /q ，说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比B ．A 、B 两点间的电势差等于将正电荷从A 点移到B 点电场力所做的功C ．将1 C 电荷从A 点移到B 点，电场力做1 J 的功，这两点间的电势差为1 VD ．电荷由A 点移到B 点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功答案 C解析 根据电势差的定义，电场中两点间的电势差在数值上等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功，仅由电场及两点位置决定，与移动的电荷量及做功的多少无关，即U ＝W q是比值定义式，所以A 错， B 错，C 对．电势能的变化唯一决定于电场力做的功，与其他力是否做功，做多少功无关，D 错．6．关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是( )A ．电势差是矢量，电场力做的功是标量B ．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零C ．在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大D ．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零答案 B解析 电势差是标量，其正负号不表示方向，故A 错．两点间的电势差与被移动的电荷的电荷量无关，故C 错．若在两点间移动负电荷时，电场力做正功，则这两点间电势差为负值，故D 错，只有B 对．图17．如图1所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线)，两相邻等势线间的电势差为4 V ，有一个带电荷量为q ＝1.0×10－8 C 的负电荷从A 点沿不规则曲线移到B 点，电场力做功为________ J.答案 －4.0×10－8解析 W AB ＝qU AB ＝－1.0×10－8×4 J ＝－4.0×10－8 J.8．在电场中把一个电荷量为－6×10－8 C 的点电荷从A 点移到B 点，电场力做功为－3×10－5 J ，将此电荷从B 点移到C 点，电场力做功为4.5×10－5 J ，求：A 与C 两点间的电势差．答案 －250 V解析 把电荷从A 移到C 电场力做功W AC ＝W AB ＋W BC ＝－3×10－5 J ＋4.5×10－5 J ＝1.5×10－5 J.则A 、C 间的电势差U AC ＝W AC q ＝1.5×10－5－6×10－8V ＝－250 V.【概念规律练】知识点一 电势差1．下列说法正确的是( )A ．电势差与电势一样，是相对量，与零点的选取有关B ．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C ．由于电场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，不随零电势点的不同而改变，所以U AB ＝U BA答案 BC解析 电势差的大小与零电势点的选取无关，故A 错．从电势差的特性可知电势差是标量，有正负之分，B 项正确．从电场力做功的特点及电势差的定义可知两点间的电势差只与两点间的位置有关，C 项正确．最易错的是把电势差与电压相混淆，电势差可以反映出两点电势的高低，U AB ＝－U BA ，而电压只是电势差的大小，故D 项错误．点评 电势差仅由电场及两点在电场中的位置决定，与零电势点的选取无关．2．将一个电荷量为10－6 C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场力做功2×10－6 J ．从C 点移到D 点，电场力做功7×10－6 J ，若已知B 点比C 点电势高3 V ，则U DA ＝______.答案 2 V解析 由负电荷从电场中A 点移到B 点克服电场力做功，从C 点移到D 点电场力做正功知：A 点电势高于B 点，C 点电势低于D 点．有：U AB ＝W q ＝－2×10－6－10－6 V ＝2 V ，U CD ＝W q ＝7×10－6－10－6V ＝－7 V ，即U AB ＝φA －φB ＝2 V ，U CD ＝φC －φD ＝－7 V ，U BC ＝φB －φC ＝3 V ，则U DA ＝φD －φA ＝－(U AB ＋U BC ＋U CD )＝2 V .点评 (1)电势差是表示电场能的性质的物理量，只由电场本身的性质决定，与W AB 和q 无关．(2)电势差和静电力做功密切相关，由公式U AB ＝W AB q看出，电势差在数值上等于移动单位正电荷时静电力所做的功．(3)利用公式U AB ＝W AB q和W AB ＝qU AB 时，各量的正负号有两种处理办法： ①带正负号进行运算，根据计算结果的正负判断电势高低或功的正负．②只将绝对值代入公式运算，例如计算W AB ，无论q 、U AB 正负，只将它们的绝对值代入公式，若要知道W AB 的正负，可根据静电力方向和位移方向的夹角来判定．知识点二 电势差与电场力做功的关系3．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是( )A ．电势差的大小由在两点间移动电荷时电场力做的功和电荷的电荷量决定B ．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C．电势差是矢量，电场力做的功是标量D．电场中两点间的电势差等于电场力做的功，电荷的电势能减小答案 B解析本题主要考查电势差的概念及电场力做功与电势差的关系．电势差的大小由电场本身的因素决定，与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关，A项错．由W AB＝qU AB 知，B项对．电势差、电场力做的功都是标量，C项错．电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功，D项错，因此正确选项为B.4．如图2所示，把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若A点的电势U A＝15 V，B点的电势U B＝10 V，则此过程中电场力做的功为________ J.图2答案增大－2.5×10－8解析负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加．W AB＝qU AB＝q(U A－U B)＝－5×10－9×(15－10) J＝－2.5×10－8 J.点评由U AB＝W ABq得：W AB＝qU AB.因此只要知道电荷的电荷量和两点的电势差，便可求电场力做的功．计算中需注意正负号的处理．若把q和U AB的正负号代入，则得出的W的正负即表示正、负功．5．如图3所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻等势面间距离为2 cm，已知U AC＝60 V，求：图3(1)设B点电势为零，求A、C、D、P点的电势；(2)将q＝－1.0×10－10 C的点电荷由A移到D电场力所做的功W AD；(3)将q＝1.0×10－10C的点电荷由B移到C，再经过D最后回到P，电场力所做的功W BCDP.答案(1)φA＝30 V，φC＝－30 V，φD＝－60 V，φP＝0(2)W AD＝－9.0×10－9 J(3)W BCDP＝0解析(1)由题意可知φP＝φB＝0U AC＝60 V，U AB＝U BC，所以U AB＝φA－0＝30 V则φA＝30 V，同理φC＝－30 V，φD＝－60 V(2)由做功的公式：W AD＝qU AD＝q(φA－φD)＝－9.0×10－9 J(3)由于电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，所以做功为W BCDP＝qU BP＝0.点评利用W AB＝qU AB计算时，公式中W AB、q、U AB均可以有正、负，注意各物理量用正、负值代入．电场力对电荷所做的功只与初末位置有关，与路径无关．6．如图4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()图4 A ．带电粒子带负电 B ．a 、b 两点间的电势差U ab ＝mgh qC ．b 点场强大于a 点场强D ．a 点场强大于b 点场强答案 ABC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，说明电场力做负功．根据动能定理有：mgh －qU ab ＝0，解得a 、b 两点间电势差为U ab ＝mgh q.因为a 点电势高于b 点电势，U ab >0，所以粒子带负电，选项A 、B 皆正确．带电粒子由a 运动到b 过程中，在重力和电场力的共同作用下，先加速运动后减速运动．因为重力为恒力，所以电场力为变力，且电场力越来越大，由此可见b 点场强大于a 点场强．选项C 正确，D 错误．7．如图5所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以点电荷＋Q 为圆心的某一个圆周交于B 、C 两点，质量为m ，带电荷量为－q 的小环从A 点由静止下滑，已知q ≪Q ，AB ＝h ，小环到达B 点时，速度为3gh ，求：图5(1)小环由A 到B 过程中，电场力对小环做的功；(2)A 、C 两点间的电势差U AC 等于多少？答案 (1)12mgh (2)－mgh 2q解析 (1)小环下落过程中受恒力G 和变力F 电作用，利用动能定理：⎭⎪⎬⎪⎫mgh ＋W AB ＝12m v 2B v B ＝3gh ⇒W AB ＝12mgh. (2)点电荷的等势面为同心球面，所以φB ＝φC ，U AC ＝U AB ＝W AB －q＝－mgh 2q . 方法总结 带电粒子在电场中的运动问题，可以用动能定理去分析处理，要注意动能定理中的总功应是包括电场力在内的所有力的功．可由动能定理计算电场力的功，进而计算电场中两点间的电势差．1．关于静电场，下列结论普遍成立的是( )A ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C ．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D ．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零答案 C解析 在静电场中，电势沿着电场线逐渐降低，场强方向是电势降低最快的方向，场强的大小与电场线分布疏密有关，与电势高低无关，故A 项错误，C 项正确．电场中两点间的电势差既与场强有关又与两点间距离有关，B 项错误．场强为零的一点到场强为零的另一点间的电势差不一定为零，故电场力做功不一定为零．比如，在两个等量同种点电荷形成的电场中，电场的中心点与边缘点之间，故D 项错误．2．一电子飞经电场中A 、B 两点，电子在A 点电势能为4.8×10－17 J ，动能为3.2×10－17 J，电子经过B点时电势能为3.2×10－17 J，如果电子只受静电力作用，则()A．电子在B点时动能为4.8×10－17 JB．由A点到B点静电力做功为100 eVC．电子在B点时动能为1.6×10－17 JD．A、B两点间的电势差为100 V答案AB3．空间存在匀强电场，有一电荷量q(q>0)、质量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.现有另一电荷为－q、质量为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BA间的电势差小答案AD解析根据电场力对正电荷做正功可得顺着电场线运动，电势降低，而对负电荷同样做正功，电势升高，A对；根据动能定理可以得O到A做的功小于O到B的，故C错，D正确．4．如图6中，a、b、c、d、e五点在一直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离．在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为＋Q，已知在＋Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另一个点电荷＋q从d点移动到e点的过程中()图6A．电场力做功qUB．克服电场力做功qUC．电场力做功大于qUD．电场力做功小于qU答案 D解析该电场为正点电荷产生的电场，从a→e场强减小，电势变化量不均匀，电场线密集的地方电势降落较快，所以所以U bc>U de，故点电荷＋q从d点移到e点电场力做功小于qU.故D项正确．5．如图7所示，实线为电场线，虚线为等势线，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是()图7A．φA>φB>φC B．E C>E B>E AC．U AB<U BC D．U AB＝U BC答案ABC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落，故φA>φB>φC，A正确；由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为E C>E B>E A，B对；电场线密集的地方电势降落较快，故U BC>U AB，C对，D错．6．一个电子在电场中的A点具有80 eV的电势能，当它由A点运动到B点时克服静电力做功30 eV，则()A．电子在B点时的电势能是50 eVB．电子的电势能增加30 eVC．B点电势比A点高110 eVD．B点电势比A点低110 eV答案 B解析电子从A到B克服静电力做功30 eV，说明从A到B电势能增加了30 eV，因此电子在B点时的电势能应是110 eV，故A错，B对．从A到B移动电子克服静电力做功，说明φA>φB，两点间的电势差U AB＝φA－φB＝W ABq＝30 V，故B点电势比A点低30 V，所以C、D均错．7．如图8所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远以初速度v0射入点电荷O 的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN.a、b、c是以O为中心、R a、R b、R c为半径画出的三个圆，R c－R b＝R b－R a.1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点．以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做功的大小，|W34|表示由3到4的过程中电场力做功的大小，则()图8A．|W12|＝2|W34|B．|W12|＞2|W34|C．P、O两电荷可能同号，也可能异号D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零答案 B解析因为R b－R a＝R c－R b，且E c<E b<E a.由电场线密集的地方电势降落较快可知|U12|>2|U34|，故B项正确．从电荷P的弯曲运动轨道可知，P、O两电荷一定异号，故C项错．如果P的初速度方向的延长线与O之间的距离为零，则P电荷的轨迹为一直线，故D 错．8．图9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26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV，它的动能应为()图9A．8 eV B．13 eVC．20 eV D．34 eV答案 C解析设相邻等势面之间的电势差大小为U，正电荷从a运动到b，动能减少，电势能增加，可知b点的电势高于a点，则φa＝－2U，φb＝U，设正电荷的电荷量为q，则正电荷在a点、b点的电势能E pa＝－2qU，E pb＝qU，据能量守恒定律E ka＋E pa＝E kb＋E pb，代入数据得qU＝7 eV.设点电荷运动到c点时，其动能、电势能分别为E kc、E pc，且E pc＝－8 eV；据能量守恒定律E ka＋E pa＝E kc＋E pc，26 eV＋(－14 eV)＝E kc＋(－8 eV)E kc＝20 eV.9．如图10所示，B、C、D三点都在以点电荷＋Q为圆心的某同心圆弧上，将一检验电荷从A点分别图10移到B 、C 、D 各点时，电场力做功大小比较( )A ．W AB >W AC B ．W AD >W ABC ．W AC ＝W AD D ．W AB ＝W AC答案 CD解析 点电荷的等势面为同心球面，故B 、C 、D 三点位于同一等势面上，故U AB ＝U AC ＝U AD ，将同一检验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点，由电功的计算公式W ＝qU 可得电场力做功相同．10．如图11所示是一匀强电场，已知场强E ＝2×102 N/C ，现让一个电荷量为q ＝－4×10－8 C 的电荷沿电场方向从M 点移到N 点，MN 间的距离l ＝30 cm.试求：(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．图11答案 (1)电势能增加了2.4×10－6 J (2)60 V解析 (1)由图可知，负电荷在该电场中所受电场力F 为恒力，且方向向左．因此从M 点移到N 点，电荷克服电场力做功，电势能增加，增加的电势能ΔE 电等于电荷克服电场力做的功W.电荷克服电场力做功为W ＝qEl ＝4×10－8×2×102×0.3 J ＝2.4×10－6 J ，故电势能增加了2.4×10－6 J.(2)从M 点到N 点电场力对电荷做负功为W MN ＝－2.4×10－6 J ，则M 、N 两点间的电势差为U MN ＝W MN q ＝－2.4×10－6－4×10－8V ＝60 V ，即M 、N 两点间的电势差为60 V . 11．已知将电荷量为2.0×10－7 C 的正点电荷从电场中的M 点移到N 点时，静电力做功5.0×10－5 J ，将此点电荷从N 点移到无穷远处时，静电力做功为1.5×10－5 J ，则M 点的电势为多大？N 点的电势为多大？答案 325 V 75 V解析 U MN ＝W MN q ＝5.0×10－52.0×10－7V ＝250 V ， φN ＝W q ＝1.5×10－52.0×10－7V ＝75 V ， φM －φN ＝250 V 得φM ＝325 V.图1212．如图12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 点移到b点时静电力做功为W 1＝1.2×10－7 J ，求：(1)匀强电场的场强E ；(2)电荷从b 移到c ，静电力做功W 2；(3)a 、c 两点间的电势差U ac .答案 (1)60 V/m (2)1.44×10－7 J (3)6.6 V解析 (1)设a 、b 间距离为d ，由题设条件有W 1＝qEd.E ＝W 1qd ＝ 1.2×10－74×10－8×5×10－2V/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)正电荷从a 移到c 静电力做功W ＝W 1＋W 2，又W ＝qU ac ，则U ac ＝W 1＋W 2q ＝1.2×10－7＋1.44×10－74×10－8V ＝6.6 V .。
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5 电势差[课时作业] [A 组 基础巩固]一、单项选择题1．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是( )A ．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B ．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C ．电势差是矢量，电场力做的功是标量D ．电场中两点间的电势差等于把电荷从一点移到另一点电场力做的功解析：电势差的大小由电场本身的因素决定，与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关，A 项错．由W AB ＝qU AB 知，B 项对．电势差、电场力做的功都是标量，C 项错．电场中两点间的电势差等于单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功，D 项错． 答案：B2.如图所示，在处于O 点的点电荷＋Q 形成的电场中，试探电荷＋q 由A 点移到B 点静电力做的功为W 1，以OA 为半径画弧交OB 于C ，再把试探电荷由A 点移到C 点静电力做的功为W 2；由C点移到B 点静电力做功的为W 3.则三次静电力做功的大小关系为( ) A ．W 1＝W 2＝W 3＜0 B ．W 1＞W 2＝W 3＞0 C ．W 1＝W 3＞W 2＝0D ．W 3＞W 1＝W 2＝0解析：点电荷形成电场的等势面是以该点电荷为球心的球面，由题意知，三点的电势关系为φA ＝φC ＞φB ，所以电势差U AB ＝U CB ＞0，U AC ＝0.而W 1＝qU AB ，W 2＝qU AC ，W 3＝qU CB ，所以W 1＝W 3＞W 2＝0.故选项C 正确． 答案：C3．图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面．一个电荷量为－5.0×10－8C 的点电荷，沿图中曲线从A 点移到B 点，电场力做的功为( )A ．－5.0×10－7J B ．5.0×10－7J C ．－3.5×10－6 JD ．3.5×10－6J解析：U AB ＝φA －φB ＝－10 V ，W AB ＝qU AB ＝5.0×10－7J ，B 项正确． 答案：B4．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v a 、v b ，不计重力，则该带电粒子的比荷qm为( ) A.v 2a －v 2bφb －φaB.v 2b －v 2aφb －φaC.v 2a －v 2bφb －φaD ．v 2b －v 2aφb －φa解析：由电势差公式以及动能定理得W ＝qU ab ＝q (φa －φb )＝12m (v 2b －v 2a )，可得比荷为qm ＝v 2a －v 2bφb －φa.答案：C5.如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 两点时的动能分别为26 eV 和5 eV ，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV 时，它的动能应为( ) A ．8 eV B ．13 eV C ．20 eVD ．34 eV解析：由于电荷在电场中移动时只有静电力做功，因此能量之间的转化只有动能和电势能之间的转化.1、2、3、4为等差等势面，等势面3的电势为零，从等势面1到等势面4电荷减少的动能为21 eV ，所以从1到3减少的动能为14 eV ，故电荷在等势面3上的动能为12 eV ，故当电势能为－8 eV 时，动能为20 eV. 答案：C 二、多项选择题6．对于电场中A 、B 两点，下列说法正确的是( ) A ．电势差的定义式U AB ＝W ABq，说明两点间的电势差U AB 与静电力做功W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比 B ．A 、B 两点间的电势差等于将单位正电荷从A 点移到B 点静电力所做的功 C ．将1 C 电荷从A 点移到B 点，静电力做1 J 的功，这两点间的电势差为1 VD ．若电荷由A 点移到B 点的过程，除受静电力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功解析：根据电势差的定义，电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时静电力所做的功，仅由电场及两点的位置决定，与移动的电荷量及做功的多少无关，即U ＝W q是定义式，所以A 错误，B 、C 正确．电势能的变化唯一决定于静电力做功，与其他力是否做功、做多少功无关，D 错误． 答案：BC7．如图所示，在－Q 形成的电场中，有a 、b 、c 三点，它们到点电荷的距离为r a <r b <r c ，且U ab ＝U bc .则( )A ．a 点电势高于c 点电势B ．a 点场强比c 点场强大C ．同一负电荷放在c 点比放在a 点的电势能小D ．同一负电荷由a 点移到b 点，比由b 点移到c 点电场力做功多解析：由孤立负点电荷电场线和等势面的分布知A 错误，B 正确；因φc >φa ，同一负电荷在电势低处电势能大，故C 对；因U ab ＝U bc ，据W ＝qU 知W ab ＝W bc ，D 错． 答案：BC8．如图所示的等量异种电荷，A 带正电，B 带负电，在A 、B 连线上有a 、b 、c 三点，其中b 为连线的中点，且ab ＝bc ，则( )A ．a 点与c 点的电场强度相同B ．a 点与c 点的电势相等C ．a 、b 间电势差与b 、c 间电势差相等D ．点电荷沿A 、B 中垂线移动时，电场力不做功解析：由于a 、c 两点关于b 点对称，电场强度的大小和方向均相同，A 正确；电场线由a 指向c ，所以有φa ＞φc ，B 错误；由于ab ＝bc ，电荷由a 移到b 和由b 移到c 时，电场力做功相等，故U ab ＝U bc ，C 正确；A 、B 的中垂线为等势面，在等势面上移动电荷时，电场力不做功，D 正确． 答案：ACD 三、非选择题9.如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q 为圆心的某圆交于B 、C 两点，质量为m 、带电荷量为－q 的有孔小球从杆上A 点无初速度下滑，已知q ≪Q ，AB ＝h ，小球滑到B 点时的速度大小为3gh ，求：(1)小球由A 到B 的过程中静电力做的功； (2)A 、C 两点间的电势差．解析：(1)因为杆是光滑的，所以小球从A 到B 的过程中只有两个力做功：静电力做的功W AB 和重力做的功mgh ，由动能定理得W AB ＋mgh ＝12mv 2B代入已知条件v B ＝3gh 得W AB ＝12m ·3gh －mgh ＝12mgh .(2)因为B 、C 在同一等势面上，所以φB ＝φC ， 即U AC ＝U AB ＝W AB －q ＝－mgh 2q. 答案：(1)12mgh (2)－mgh2q[B 组 能力提升]一、选择题1．(2018·江西南昌二中检测)两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A 、B 、C 三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C 、质量为1 kg 的小物块从C 点静止释放，其运动的v-t 图象如图乙所示，其中B 点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )A ．B 点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度E ＝2 V/m B ．由C 点到A 点的过程中小物块的电势能先减小后变大 C ．由C 点到A 点的过程中，电势逐渐升高D ．A 、B 两点电势差U AB ＝－5 V解析：小物块在B 点加速度最大，故B 点电场强度最大，由题图乙的v-t 图线知B 点加速度为2 m/s 2，根据qE ＝ma 得E ＝1 V/m ，选项A 错误；由C 到A 的过程中小物块动能一直增大，电势能始终在减小，由题分析可知小物块带正电，故电势逐渐降低，选项B 、C 错误；根据动能定理有qU AB ＝12mv 2B －12mv 2A ，解得U AB ＝－5 V ，选项D 正确．答案：D2.(多选)在空间直角坐标系O xyz 中，有一四面体C AOB ，C 、A 、O 、B 为四面体的四个顶点，且各点坐标为O (0,0,0)、A (L,0,0)、B (0，L,0)、C (0,0，L )，D (2L,0,0)是x轴上一点，在坐标原点O 处固定着电荷量为＋Q 的点电荷，下列说法正确的是( )A ．A 、B 、C 三点的电场强度相同 B ．A 、B 、C 三点不在同一等势面上C ．将一电子由C 点分别移动到A 、B 两点，电场力做功相等D ．电子在A 点的电势能小于在D 点的电势能解析：A 、B 、C 三点的电场强度大小相同、方向不同，选项A 错误；A 、B 、C 三点在以点电荷为球心的A 球面上，A 、B 、C 三点电势相等，选项B 错误；A 点电势大于D 点势，故电子在A 点的电势能小于在D 点的电势能，选项D 正确；A 、B 两点在同一等势面上，将一电子由C 点分别移动到A 、B 两点，电场力做功相等，选项C 正确．答案：CD 二、非选择题3.如图所示，Q 为固定的正点电荷(电荷量为Q )，A 、B 两点在Q 的正上方和Q 相距分别为h 和0.25h ，将一带电小球从A 点由静止释放，运动到B 点时速度正好又变为零．若此电荷在A 点处的加速度大小为34g ，试求：(1)此电荷在B 点处的加速度；(2)A 、B 两点间的电势差(用Q 和h 表示)． 解析：(1)这一小球必带正电，设其电荷量为q ， 由牛顿第二定律，在A 点时，有mg －kQq h 2＝m ·34g ，※精品试卷※在B 点时，有kQq h2－mg ＝ma B ，解得a B ＝3g ，方向竖直向上． (2)从A 到B 的过程中，由动能定理得mg (h －0.25h )＋qU AB ＝0，解得U AB ＝－3kQh.答案：(1)3g ，方向竖直向上 (2)－3kQh4.如图所示，一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子在匀强电场中运动，A 、B 为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A 点的速度大小为v 0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A 、B 两点间的电势差． 解析：设带电粒子在B 点的速度大小为v B .粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即v B sin 30°＝v 0sin 60°由此得v B ＝3v 0设A 、B 两点间的电势差为U AB ，由动能定理有：qU AB ＝12m (v 2B －v 20)解得U AB ＝mv 20q .答案：mv 20q。