高中物理 第一章 静电场 课时作业5(含解析)新人教版选修3-1

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 AB

q

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 AB

q 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 BC

3.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

－19

C 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

－20

J ，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 AB q ＝－W

q

＝

－6.4×10－20

V＝0.2 V．故A、B、D三项错误，C项正确．

－3.2×10－19

答案 C

4.

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

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＝qφ

5.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2qEr

D．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 J

C．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 D

8.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 eV D．34 eV