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
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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>0
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>φC
B.φA<φC<φB
C.φA>φC>φB
D.φC>φB>φA
4.(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 AC
B.W AD>W AB
C.W AC=W AD
D.W AB=W AC
5.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 J
B.5.0×10-7 J
C.-3.5×10-6 J
D.3.5×10-6 J
6.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 J
B.2.5 J
C.0
D.-2.5 J
7.(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 eV
B.电子的电势能增加了30 eV
C.A、B两点间的电势差为110 V
D.A、B两点间的电势差为-30 V
8.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()
A.8 eV
B.13 eV
C.20 eV
D.34 eV
9.如图所示,在光滑绝缘水平面上P点正上方的O点固定了一电荷量为+Q的点电荷,在水平面上的N 点,由静止释放一质量为m、电荷量为-q的试探电荷,该试探电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°,规定电场中P点的电势为零,则在+Q形成的电场中,下列判断正确的是()
A.P点电场强度大小是N点的2倍
B.N点电势高于P点电势
C.N点电势为-mv 2
2q
D.试探电荷在N点具有的电势能为-1
2
mv2
10.如图所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷M、N,分别固定在A、B两点,O为A、B 连线的中点,CD为AB的垂直平分线上关于AB连线对称的两点,在C、O之间的F点由静止释放一个带负电的小球P(设不改变原来的电场分布),在以后的一段时间内,P在CD连线上做往复运动,则()
A.M、N两点电荷产生的电场在中垂线上合场强从C至D一定先减小后增大
B.小球P的电荷量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断增大
C.点电荷M、N的电荷量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中周期不断减小
D.点电荷M、N的电荷量同时等量地缓慢增大,C、D两点的电势差U CD不断变大
二、非选择题
11.如图是一个匀强电场,已知场强大小为E=2×102 N/C,现让一个电荷量为q=-4×10-8 C的电荷沿场强方向从M点移到N点,M、N间的距离为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。
12.如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5 cm,bc=12 cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成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W1=1.2×10-7 J,求:
(1)匀强电场的场强E的大小。
(2)电荷从b移到c,电场力做的功W2。
(3)a、c两点的电势差U ac。
13.如图所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和 Q相距分别为 h和0.25h,将另一点电荷从 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3
g,试求:
4
(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)。
答案
一、选择题
1.C电场强度、电势、电势差都是由电场本身决定的,与试探电荷无关,A、B、D错误;电势能与试探电荷的电荷量和电势有关,B正确。
2.B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,与移动电荷的电荷量及做功的多少无关,故A、D错误,B正
确;U AB=W AB
,由W AB>0,则U AB<0,故C错误。
-q
3.C因为U AB=φA-φB=60 V>0,所以φA>φB,又U BC=φB-φC=-50 V<0,所以φB<φC,又U AC=U AB+U BC=60 V+(-50 V)=10 V>0,所以φA>φC,故φA>φC>φB,选项C正确。
4.CD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可得电场力做功相同,故选C、D。
5.B U AB=φA-φB=-10 V,W AB=qU AB=5.0×10-7 J,B正确。
6.D粒子在运动过程中只有静电力做功,动能和电势能之和保持不变,在A点时动能为10 J,在B 点时动能为0,由对称性易知,运动至等势面b时动能为5 J,因此动能和电势能之和为5 J。当动能为
7.5 J时,电势能为-2.5 J,故选项D正确。