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
人教版高二物理选修3-1课时作业第一章 静电场 1.2库仑定律 word版含解析答案
人教版选修3-1课时作业第一章 静电场 库仑定律一、选择题1.关于点电荷的说法正确的是( ) A.点电荷的电荷量一定是1.60×10-19 C B.实际存在的电荷都是点电荷 C.点电荷是理想化的物理模型 D.大的带电体不能看成点电荷2.下列关于点电荷的说法正确的是( )A.任何带电体,都可以看成是电荷全部集中于中心的点电荷B.球状带电体一定可以看成点电荷C.点电荷就是元电荷D.一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定 3.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据F=kq 1q 2r 2,当两电荷间的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C.若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律4.真空中有两个静止的点电荷q 1、q 2,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来的2倍,则两电荷间的静电力将变为原来的( ) A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍5.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q 和+5Q 的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 1,现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 2,则F 1与F 2之比为( ) A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶16.A 、B 两个带同种电荷的绝缘金属小球,半径均为r,球心相距3r,A 带电荷量Q 1,B 带电荷量Q 2,则A 、B 间相互作用力( ) A.无法确定 B.等于kQ 1Q 2(3r)2C.大于kQ 1Q 2(3r)2D.小于kQ 1Q 2(3r)27.如图所示,半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开,这时A、B两球之间的相互作用力的大小是()A.F8B.F4C.3F8D.3F48.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。
人教版高中物理选修3-1课时作业：第一章 静电场 1.5电势差
1.5 课时作业基础达标1．(多选)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【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．【答案】BC2．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＝W/qdD．a点的电势为W/q【解析】由W＝qU知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】A3．一个电子在电场中的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【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．【答案】B4．(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，将一检验电荷从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 ABC．W AC＝W AD D．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点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由点电场力做功为W3.则三次电场力做功的大小关系为＝W3>02＝W2＝01点电荷形成电场的等势面是以该电荷为中心的球面，U CB>0，U AC＝0，而W的点电荷，从电场中的点过程静电力做功9×10－间电势差各为多少？两点的电势各为多少？电荷在克服静电力做功，即静电力做负功，V100 V(2)200 V300 V－的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为开始时，将线与小球拉成水平，角时，小球到达B点速度恰好为零．试求：进入匀强电场区域，水平面也是光滑的，下列说法正确的是区域继续运动区域，小球一定能回到出发点区域，只要电场强度足够大，小球可以到达三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降落，正确；由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为对D 错． 带电量为q 的粒子，以初速度粒子通过电场中B 点时速率竖直方向上做匀减速运动：h ＝v 202gAB ＝12mv 2B －12mv 2如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q ，在M 的电场中运动到N 点静止，从点的电势．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功运动过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向的过程中电场力做的功；因为杆是光滑的，所以小球从A 到B 过程中只有两个力做功：电场力的由动能定理得：W E ＋mgh ＝12mv 2B.，得电场力做功在同一个等势面上， mgh2q为正电荷，由电场线的方向可以判断φA <φB ＝＝－mgh2q.。
人教版高二物理选修3-1第一章静电场--1.5电势差(有答案)
1 / 5 [同步检测]1．下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是 ( )A ．在相同距离上的两点，电势差大的其场强必定大B ．任意两点间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积C ．沿着电场线方向，经过任何相同的距离电势降落必定相等D ．电势降低的方向必定是电场强度的方向2．如图1—6—7所示，匀强电场场强E ＝100 V ／m 、A ，B 点相距10cm 、A 、B 连线与电场线夹角为600，则U BA 之值为 ( )A ．-10 VB ．10 VC ．-5 VD ．-53 V 3．电场中有一条直线，在直线上有M 、N 两点，若将一试探电荷Q 从直线外的P 点分别移到M 、N 两点，电场力对Q 做功相等，则 ( )A ．该电场若是匀强电场，则M 、N 连线一定与电场线平行B ．该电场若是匀强电场，则M 、N 连线—定与电场线垂直C ．该电场若是由一个点电荷产生的，则M 、N 两点的电势和场强都相同D ．该电场若是由一个点电荷产生的，则M 、N 两点的电势相等，电场强度不同4．如图1—6—8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，下列说法正确的是 ( )A ．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 5．已知空气的击穿电场强度为2×106 V ／m ，测得某一次闪电，设闪电的火花路径为直线，其火花长为1000m ，则发生这次闪电时，放电路径两端的电势差U ＝ V ，若这次闪电通过的电荷量为30C ，则释放的能量W ＝ J ．6．图1—6—9中的实线为电场线，虚线为等势线，a 、b 两点的电势A ϕ＝-50 V ，B ϕ＝-20 V ，则a 、b 连线中点c 的电势C ϕ应为 ( )A ．C ϕ＝-35 VB ．C ϕ>-35 VC ．C ϕ<-35 VD ．条件不足，无法判断C ϕ的高低7．如图1—6—10所示，在电场强度E ＝2000 V ／m 的匀强电场中，有三点A 、M和B ，AM ＝4 cm ，MB ＝3 cm ，AB ＝5 cm ，且AM 边平行于电场线，把一电荷量图1—6—7图1—6—8图1—6—9图1—6—10q＝2×10-9C的正电荷从B移到M点，再从M点移到A点，电场力做功为( )A．0.6×10-6J B．0.12×10-6JC．-0.16×10-6J D．-0.12×10-6J8．在水深超过200 m的深海,光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电来获取食物并威胁敌害、保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N／C时可击昏敌害，身长为50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬时电压大约可达V．9．为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图＝100 V(不计重力，sin 370=0.6，1—6—11所示．若AB＝0.4 m，α＝370，q＝-3×10-7C，F＝1.5×10-4N，A点电势Acos370＝0.8)(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势值．(2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？图1—6—1110．如图1—6—12所示，平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场，场强E＝1.2×102V／m，极板间距离d ＝5 cm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5 cm，B板接地，求：(1)C和D两点的电势、两点间电势差各为多少?(2)将点电荷q=2×10-2C从C匀速移到D时外力做功多少?图1—6—122 / 53 / 5 [综合评价]1．关于静电场的电场线和等势面，以下说法正确的是( )A ．等势面上各点的场强大小相等B ．导体周围的电场线一定与导体表面垂直C ．在同一条电场线上的两点，电势必定不等D ．在同一条电场线上的两点，所在位置的场强必定不相等2．对公式U ＝Ed 的理解，下列说法正确的是( )A ．在相同的距离上的两点，电势差大的其场强也必定大B ．此公式适用于所有的电场中的问题C ．公式中的d 是通过两点的等势面间的垂直距离D ．匀强电场中，沿着电场线的方向，任何相等距离上的电势降落必定相等3．如图1—6—13所示，a 、b 、c 是匀强电场中的三个点，a 、b 、c 三点在同一平面上，三点电势分别是10V 、2V 和6V ，下列各图中电场强度的方向表示正确的是( )．4．如图1—6—15所示，为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A 放入空腔中，当静电平衡时，图中a 、b 、c 三点的场强E 和电势φ的关系是 ( )A ．E a > E b > E c ， φa > φb > φcB ．E a = E b > E c ， φa = φb > φcC ．E a = E b = E c ， φa = φb = φcD ．E a > E c > E b ， φa > φb > φc5．如图1—6—16所示，两块相对的平行金属板M 、N 与电池相连，N 板接地，在距两板等远的一点P 固定一个带正电的点电荷，如果将M 板向上平移一小段距离，则( )．A ．点电荷所受的电场力减小B ．点电荷所受的电场力增大C ．点电荷的电势能减小D ．点电荷的电势能保持不变 6．如图l —6—14所示的匀强电场中，M 、N 两点距离为2 cm ，两点间的电势差为5 V ，MN连线与场强方向成600角，则此电场的电场强度大小为 ．7．如图1—6—17所示，匀强电场中有一组等势面，若A 、B 、C 、D 相邻两点间的距离是图1—6—13图1—6—15图1—6—16 图1—6—17图1—6—144 /5 2cm ，则该电场的场强是 V ／m ，到A 点距离为1.5cm 的P 点电势为 V ．8．如图1—6—18所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为-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v ／2．问：(1) 电场强度E 为多大?(2) A 点至最高点的电势差为多少?9．一个匀强电场的场强为1.0×104V ／m ，在平行于电场的平面上画半径为10cm 的圆，圆周上取三点A 、B 、C (如图1—6—19)．试问：(1) A 、B 间的电势差为多大?(2) B 点电势取作零时，C 点的电势为多大?(3) 将一个电子从B 点沿圆弧移到C 点处时电场力做多少功? 这个功是正功还是负功?10．要使一质量为m ，电荷量为+Q 的小球被沿水平直线加速，需要外加一匀强电场，如图1—6—20已知平行板间距为d ，与水平夹角为θ，要使此小球从A 板左端沿直线从静止沿水平方向被加速，恰从B 板的右端射出，求两金属板所加电压U 是多少?小球被加速后的速度是多大?11．如图l —6—2l 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，两板间的A 点距P 板4cm ，求：(1)P 板以及A 点的电势．(2)保持两板间的电势差不变，而将Q 板向左平移5 cm ，则A 点的电势将变为多少?(设大地电势为零)图1—6—18图1—6—19 图1—6—20图1—6—21同步检测答案：1.C 2.C 3.BD 4.D 5.2×10 6×10 6.B 7.C 8.5000 9.(1) 图略E= 5×10 V/m UAB= -60V (2)4.8×10 J 10.(1) -5.4V -0.6V -4.8V (2)9.6×10 J综合评价答案：1.BC 2.CD 3.D 4.D 5.AC 6. 500V 7.100/ -2.5 8.(1)E=mg/2q (2)U=mv /8qA点电势低于最高点B 9.(1)1.0×10 V (2) -6×10 V (3) -6×10 ev 10.mgd/qcosθ11.(1) -50V -30V (2) -10V5 / 5。
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
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W1，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W2；由C点移到B点静电力做功的为W3.则三次静电力做功的大小关系为( )A．W1＝W2＝W3＜0 B．W1＞W2＝W3＞0C．W1＝W3＞W2＝0 D．W3＞W1＝W2＝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W1＝qU AB，W2＝qU AC，W3＝qU CB，所以W1＝W3＞W2＝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．－5.0×10－7 J B．5.0×10－7 JC．－3.5×10－6 J D．3.5×10－6 J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q m＝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 ＝Wq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CAOB ，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 ， 在B 点时，有kQqh2－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。
人教版高中物理选修3 1第一章 静电场单元练习包含答案
人教版选修第一章静电场 3-1一、单选题xxxxxx～轴上存在与轴上各点的电势随在轴平行的电场，点位置变化情况如图所示．图中－1.11之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称．下列关于该电场的论述正确的是)(x轴上各点的场强大小相等．A xx场强的大小先减小后增大到．从－B11xx点的电势能点的电势能大于在－．一个带正电的粒子在C11xx的电势能点的电势能大于在－一个带正电的粒子在－．D21qE；若在该点放入电荷的试探电荷时，测得该点的电场强度为在电场中的某点放入电荷量为－2.q的试探电荷时，此时测得该点的场强为量为＋)3(EE相反，方向和．大小为3A EE相同大小为，方向和．B EE相同大小为，方向和．3CEE相反，方向和．大小为D某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是)3.(cb点的电场强度点的电场强度大于．A qab点由若将一试探电荷＋．点静止释放，它将沿电场线运动到B bd点的电场强度点的电场强度大于．C ab点的电场强度的方向相同点和．D QqqAB 两点，虚分别置于如图所示，在点电荷产生的电场中，将两个带正电的试探电荷、、4.21qq移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将、21相等，则下列说法正确的是)(AB点电势点电势大于．A AB两点的电场强度相等、．B qq的电荷量的电荷量小于．C21qAqB 点的电势能在在点的电势能小于．D21φacaφbabc的电势差等和的电势分别为，如图所示，、、和和表示电场中的三个等势面，5.bcav 释放后，仅受电场力作用而运动，经过的电势差．一带电粒子从等势面于上某处以速度、cvb时的速率为等势面时的速率为，则它经过等势面)2(v．Av．·Bv．·C v．1.5D Q周围的电场线如图所示，由图可知，下列判断正确的是（）正电荷6.．＞A EbEa．=B EbEa．＜C EbEa．无法确定D某一电解电容器如图甲所示，接入如图乙所示的电路，下列说法正确的是)(7.．该电容器只有在电压为时，电容才是33 μF A45 V5－．该电容器能容纳的最大电荷量为CB3.3×10．接通电路后，电容器的电容仍是33 μFC．接通电路后，灯泡能持续发亮D F倍，电量真空中两个点电荷，它们之间的静电力为，如果将两个点电荷的距离增大为原来的28.倍它们之间静电力的大小为都增大为原来的( ).2F/．2A F．B F．2C F．4D BAAABB、、两个点电荷间距离恒定，当其他电荷移到、之间的库仑力将附近时，)(9.可能变大．A可能变小．B一定不变．C不能确定．DφABB；用手摸绝缘导是带正电的小球，的电势为如图所示，是不带电的绝缘导体，设此时10.1φφABB移走，的电势又变为体的左端，的电势变为；放开手后，再将；则)(32φφφ＝＝．A312φφφ＞．＝B312φφφ．＞＞C312φφφ＜＜．D312二、多选题NM之间，垂直于金属板放置一个原来不带电的金在两块带等量异性电荷的平行金属板多选、)11.(AB属棒，如图所示．当达到静电平衡后，以下说法中正确的是)(AB端电势金属棒上．端电势高于A AB两端电势相等金属棒上、．B A端带正电荷．由于静电感应，金属棒的C A端带负电荷．由于静电感应，金属棒的D ABRBCDBAB水与半径为相切于的光滑的半圆形轨道点，如图所示，光滑的水平轨道多选)12.(BD为最高点．一质平轨道部分存在水平向右的匀强电场，半圆形轨道在竖直平面内，为最低点，mBxAB向右运动，恰能通过量为点、带正电的小球从距的位置在电场力的作用下由静止开始沿最高点，则)(Rx越大越大，．A RB点后瞬间对轨道的压力越大越大，小球经过．B mx越小越大，．C mR同时增大，电场力做功增大与．Dφx变化情况如图所示，下列说法中正确的是随空间某一静电场的电势多选)13.(()x轴垂直．空间各点场强的方向均与A xOx的过程中，电场力不做功．电荷沿移到轴从B1xxx 的过程中，电场力做正功，电势能减小正电荷沿移到轴从．C21xxx的过程中，电场力做负功，电势能增加轴从移到．负电荷沿D21三、填空题ABCAABC点点为电势零点，一个质子从如图，点和、、点移到为一条电场线上的三点，以14.－19－19BC两点的电势差，，则电场线的方向和、＝____________J9.6×10J静电力分别做功103.2×UBC．__________ V.φφbcφφa，、、、表示点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为如图所示，和>0)(15.a上某处由静止释放，仅受到电场力作用而运该点电荷的电性为．一带电粒子从等势面________cbv 时的速率为，它经过等势面．动，已知带电粒子经过等势面时的速率为________BCA，均放在绝缘支座上．若先将的右侧有两个相互接触的金属导体和如图所示，在带电体16.BABCACABAB分开，再移走电，移走，再把，则、分开，则电．若先将电，、电．－9BA 选填如图所示，把电荷量为－的电荷，从电场中的点，其电势能点移到________(5×10C17.BA ，则此过程中静电力做的功，＝点的电势增大减小或不变；若点的电势＝V “15 V ”“””)“10 φB φA为________ J.8－BBCqA 点移、＝、三个点，电荷如图所示，电场中某一电场线为一直线，线上有，从C18.1017－8－7－CqB ，那么：的功；电荷点时大＝－，在点的电势能比在A JJ1010C 点时静电力做了到102CBA 、；比较三点的电势高低，由高到低的排序是、________(1)CA 两点间的电势差是、；________V(2)ABq 在若设点的电势能是点的电势为零，电荷________ J.(3)2四、计算题 qm 的在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线一端连着一个质量为、电荷量为＋19.O 点．将小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速度释放，则小球沿带电小球，另一端固定于θ 圆弧做往复运动．已知小球摆到最低点的另一侧，此时线与竖直方向的最大夹角为如图．求：)(匀强电场的场强； (1)小球经过最低点时细线对小球的拉力． (2)K 发射出来，示波管的主要结构由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．在电子枪中，电子由阴极20.经加速电场加速，然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场，发生偏转．其示意图如图图中(yyme ，两个偏转电极间的距离为所示．已知：电子质量为只给出一对，电量为方向偏转的电极)′dL 没有加偏转电压时，电子从阴极射出后，沿中心线打到荧光，偏转电极边缘到荧光屏的距离为.OE 设电子从阴极发射出来时的初速度可以忽略，偏转电场只存在于两个偏转点时动能是屏上的.0电极之间．求：U 是多少？ 电子枪中的加速电压(1)yyP 点时的动能为求电子离开偏方向的偏转电极加的偏转电压是，电子打到荧光屏上如果.(2)′EtUy 转电场时，距中心线的距离为多少？ sy8－，那么这个电容器的电容是多少？一个电容器所带的电荷量为，两极板间的电压是VC102 21.4×8－，则板间电压变成多少？C如果电容器的电荷量减少了101×．答案解析【答案】B1.φxxxx到图象的斜率等于电场强度大小，故错误；从－【解析】轴上的电场强度不同，故－A11O，根据电场强斜率先减小后增大，故场强先减小后增大，故正确；由图可知，场强方向指向B xx点的电势能，故、场力做功可知，一个带正电的粒子在错误点的电势能等于在－.CD11【答案】B2.qE，若在同一点放入的试探电荷时，测得该点的场强为【解析】当在电场中某点放入电荷量为－qEE，方向与电荷量为＋的试探电荷时，电场强度的大小和方向都不变，即该点的场强大小仍为3相同．【答案】C3.【解析】电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知＜，＞，＞，＞，故选项C EcEbEaEdEaEcEbEd a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项错误．由于电场线是曲线，由正确，选项A ab点的切线方向不在同一条直线上，故错误．电场线的切线方向为该点电场强度的方向，点和B选项错误．D【答案】C4.Q应带负电荷，由负点电荷产生电场的电场线的分布规律可判【解析】由于电场力做负功，所以rkE＝，＝不相等，所以断出，故项错误；由，＝项错误；由、，BA≠>φBφAEAEBφBφAqq，故，所以项正确；由于外力克服电场力做功相等，，即因为，C><<<0<0<φBWBWAφA2→∞→∞1qAqB 点的电势能，故项错误．点的电势能等于且无穷远处电势能为零，所以在在D21【答案】B5.222mv＝bqφmvvac1.5)时的，设该粒子经过等势面到－：＝＝【解析】由动能定理知从0.8(4qUac2vvqφ，＝，联立可得：正确．＝vmvv·0.4)B－速率为＝，则(bqUabb【答案】A6.rkEE正可知，【解析】根据公式与的平方成反比，则距点电荷越近处电场强度越大．故A=错误．确，BCD【答案】C7.正确；该电容器能容纳的最错误，，选项【解析】无论电容器是否充电，其电容都是CAμF33CUQ BC＝大电荷量≈1.5×10－3错误；电容器仅在充电时灯泡发光，充电结束后，灯泡熄，选项错误灭，选项.D【答案】B8.kF倍，它们之间的距离增加知，将它们的电量都增大为原来的【解析】由库仑定律的公式2=倍，则它们之间的静电力大小变为正确为原来的，故2B.【答案】C9.【解析】两个点电荷之间的作用力不因第三个电荷的存在而改变．【答案】C10.A附近，达到静电平衡后，绝【解析】把一个在绝缘支架上不带电的绝缘导体放在带正电的导体缘导体是个等势体．带正电的导体产生的是发散的电场，产生的电场的电场线如图所示，由于沿φ＞；用手摸着电场线电势降低，以无穷远处的电势为零，那么电场中的所有电势都是正值，即01BφAB带负＝绝缘导体的左端，手与大地相连，则，当放开手后，再将的电势为零，即移走，02Bφφφφ，故、、均错误，＞＞电，则正确．的电势小于零，即＜；所以CBAD03213【答案】BD11.【解析】达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到＝，φBφA AB端带正电，所以、正确，、端带负电，错误．由于正电荷在左边，所以棒CABD 【答案】AD12.mBDBCDDmgmgR的过程中有：－部分做圆周运动，在点，【解析】小球在，小球由＝到2RvBmvxmv越大，选项＝＝正，－点时的速度越大，则越大，小球经过，解得A BmvEqxmgFBmgmFR，知＝，解得无关，选项＝，与错误；由确；在点有：－＝B6NN mRBx越大，电场力做功越多，选项错误，点的动能越大，则正确．、越大，小球在DC【答案】CD13.xxO 到轴垂直．故【解析】因电势有变化，则沿方向有场强的分量，场强不可能与错误；由A xxxx 的过程中，电轴从移到电势降低，电势能变化，必有电场力做功．故错误；正电荷沿B211xx的过程中，电势降低，势降低，则电势能减小，则电场力做正功．故正确；负电荷从移到C21则电势能增加，电场力做负功．故正确．D．AC到14.【答案】从4－19－19，电场力做和CBA J9.6×10J点静电力分别做功点移到【解析】质子带正电，从点和103.2×CA到；正功，说明电场线的方向从＝；＝；UACUAB＝＝－所以UABUBCUAC＝＝.4 Vv 15.【答案】正q－【解析】沿着电场线的方向电势降低，由题中关系可知场源电荷为正电荷；由动能定理得)(φbφa2mv①＝mvq－＝②)(φcφavv＝由得：①②c16.【答案】不带；不带；带负；带正CABAB分，此时导体中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体和【解析】解：若先移走和AB 不带电．不带电，开，同样不再带电，所以此时ABCABAB带负电，先把导体和和，导体分开，再移走由于感应起电带上异种电荷，所以此时带正电．17.【答案】增大102.5×BA点的过程中，静电力对【解析】负电荷受到的静电力方向逆着－8－电场线的方向，电荷从点移到89－－＝－－J.2.5×)×(151010) J－其做负功，电势能增大；静电力做功＝＝10(5×qUABWAB7－18.【答案】＞＞－(3)10(1)20(2)φAφBφC AAB点电势最【解析】从点时静电力做正功，电势能减小，根据电荷的电性可以判断点移到C点电势最高．低，mg【答案】19.－)(2)(3(1)lE，因带电小球的电荷量为正，故匀强电场的场强的方【解析】设细线长为，匀强电场的场强为向为水平向右．EmglθqElθ＋从释放点到左侧最高点，由动能定理有＝＝＝，故＋)Δ0cossin(1WEWG kE＝解得．vF，由动能定理可得，此时细线的拉力为设小球运动到最低点的速度为(2)T2mgmFmgmglqElFmv－，由牛顿第二定律得－．＝－＝＝，联立解得)(3TT20.【答案】(2)(1)UeUE＝＝【解析】由得：(1)0E＝偏转电场的场强为：(2)E－带电粒子在偏转电场中运动时由动能定理得：＝EtEesy0＝＝所以：.sy8－ 1.75 VF【答案】21.102×－8C F＝【解析】＝＝102×FUC＝＝得＝＝又因0.25 VVΔUUU＝－＝＝所以－.1.75 V0.25 V2 VΔ′．。
高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料
高二物理(选修3-1)第一章 静电场1.1 库仑定律1．电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷．3．元电荷：电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ，全部带电体的电荷量都是e 的整数倍，因此电荷量e 称为元电荷．4．点电荷：点电荷是一种志向化的模型，当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多，以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．6．电荷守恒定律：电荷既不能创建，也不能歼灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷总量保持不变．7．库仑定律：（1）适用条件：① 真空中，②点电荷（2）公式：221rQ Q k F = 说明：①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．②匀称带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽视不计，电荷在电场中受力分析时，一般状况下物体的重力不计．1.2 电场强度 电场力的性质1．电场：（1）电场：带电体四周存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷由电场力的作用．（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．2．电场强度E ：描述电场力的性质的物理量（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度．（2）定义式：q F E /=．（3）物质性：电场是电荷四周客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身确定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关，与检验电荷所受的电场力F 无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依旧是原有的值．（5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．（6）场强大小推断：a ．依据电场力推断：q F E /=b ．依据电场线推断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．c ．依据匀强电场中电势差推断：E=U/d（7）电场强度的计算：q F E /=（定义式，普遍适用）2rQ kE =（用于真空中点电荷形成的电场） U/d E =（用于匀强电场） 3．电场线：在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样，这些曲线就叫做电场线．（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷肯定要发出电场线，负电荷肯定要接收电场线．（5）电场线不会相交或相切．4．电场的叠加：同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．1.3 电势 电场能的性质1．电势差U AB ：（1）定义：电荷在电场中，由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ，叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示．（2）定义式：U AB =W AB /q ．（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的凹凸．2．电势φ：描述电场能的性质的物理量（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功．（2）定义式：φA =U A∞= W A∞/q ．（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低．（4）电势凹凸推断：a ．依据移动检验电荷做功推断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势着陆(上升)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势上升(着陆)．b ．依据电场线推断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．c ．依据场源电荷推断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．d ．依据电势差推断：AB U >0，则A 点电势比B 点高；AB U <0，则A 点电势比B 点低．3．电势能E P ：（1）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能．（2）电势能是标量．（3）电场力做功与电势能的变更的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能削减，做功量等于电势能的削减量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，做功量等于电势能的增加量，即W电=－△E P （类比于W G =－△E P ）．4．电场力做功的计算：（1）依据电势能的变更与电场力做功的关系计算：即W 电=－△E P ．（2）应用公式W AB =qU AB 计算：①正负号运算法：依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB ．②肯定值运算法：公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算，功的正负再另推断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图，不是电场中实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出电场中的等势面，再画出电场线．6．匀强电场中场强和等势面的关系：在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U =Ed ，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆，即E =U/d ．1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动1．电容器、电容（1）电容器：两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器．（2）电容：描述电容器容纳电荷本事的物理量．①定义：电容器所带的电荷量Q （一个极板所带电荷量的肯定值）与两个极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． ②定义式：U Q U Q C ∆∆==．电容C 由电容器本身的构造因素确定，与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关．③单位：1F=106μF=1012pF④几种电容器（a ）平行板电容器：平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S 成正比，跟两板间的距离d 成反比，即kdS C πε4=． 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强为U/d E =．（b ）固定电容器、可变电容器、电解电容器．电解电容器接入电路时应留意其极性．2． 带电体在电场中的运动（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满意mg qE =（2）加速（1）能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有21222121mv mv qU -=． （2）动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速运动，其加速度为mEq a =． （3）偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时，粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线．当带电粒子的质量为m ，电量为q ，两平行金属板板长为l ，距离为d ，板间电压为U ，当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时，两板间的场强为dU E =． 在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：t v x v v 0x ==,0．在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：m qE a =，221,t mqE y t m qE v y ==． 离开电场时，粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ，200tan mdv qUl v v y==φ．（4）圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中，可做匀速圆周运动．如氢原子核外电子的绕核运动．此时有rv m r Qqk 22=． 3．示波器：（1）构造：示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成．（2）示波管的基本工作原理：利用两组正交的偏转极板，可以限制电子打在荧光屏上的位置．示意图如右：两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转．一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加须要探讨的信号．（3）示波器面板开关与旋钮的作用：如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板．①是辉度调整旋钮，标以“☼”符号，用来调整光点和图像的亮度． 顺时针旋转旋钮时，亮度增加．②是聚焦调整旋钮“⊙”，③是协助聚焦调整旋钮“○”，这两个旋钮协作着运用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清楚的图像．往下是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以运用了．荧光屏下边第一行中，④是竖直位移旋钮，⑤是水平位移旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置． 它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度增大．中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000．运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10，最右边的正弦符号“～”挡不是衰减，而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压，可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作．中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮，也有四挡，可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100Hz，向右旋转每上升一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，运用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．中间的小旋钮是扫描微调旋钮，它可以在初定的频率范围内，进行连续微调，得到一确定的频率．顺时针转动时频率连续增加．底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关，置于“DC”位置时，所加的信号电压是干脆输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让沟通信号通过而隔断直流成分．右边的“同步”也是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“－”位置时，扫描由负半周起同步．这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“－”，都能很好地同步．对测量没有影响．。
人教高二物理选修3—1第一章 静电场练习含答案 word版含解析答案
（高二）人教物理选修3—1第一章 静电场练习含答案 人教选修3—1第一章 静电场1、(双选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开。
此时，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是( ) A ．正电荷 B ．负电荷 C ．接触起电D ．感应起电2、如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A ，用原长为L 0的绝缘弹簧将A 与另一个金属小球B 连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x 1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x 2，则有( )A.x 2＝12x 1 B ．x 2＝14x 1 C ．x 2＞14x 1D ．x 2＜14x 13、如图所示，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。
已知b 点处的电场强度为零，则d 点处电场强度的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 3qR 2 B ．k 10q 9R 2 C ．k Q ＋qR 2D ．k 9Q ＋q 9R 24、如图所示，Q 是带正电的点电荷，P 1、P 2为其产生的电场中的两点，若E 1、E 2分别为P 1和P 2两点的电场强度的大小，φ1、φ2分别为P 1和P 2两点的电势，则( )A ．E 1>E 2，φ1>φ2B ．E 1>E 2，φ1<φ2C ．E 1<E 2，φ1>φ2D ．E 1<E 2，φ1<φ25、(多选)如图所示的等量异号电荷中，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AB中垂线移动时，电场力不做功6、a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。
电势差--课时作业
1.5电势差 每课一练（人教版选修3-1）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，故选BC.2.(2013·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.(2013·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 ·abq ＝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.(2013·郑州外国语学校高二月考)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 eVC．20 eV D．34 eV解析：选C.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.故选C.5.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r1＜r2.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一、选择题1．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，不随零电势面的不同而改变，所以U AB＝U BA解析：选BC.由电势差的定义可知A项错误．由电势差的特性可知电势差是标量，有正、负值之分，B项正确．由电场力做功的特性及电势差的定义可知，两点的电势差只与两点的位置有关，C项正确．电势差可以反映出两点电势的高低，U AB＝－U BA，D项错误．故选BC.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>φA解析：选C.U AB＝75 V表示φA比φB高75 V，U BC＝－200 V，表示φC比φB高200 V，所以三点电势高低为φC>φA>φB，故选C.3．一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9C，在静电场中由a点移动到b点．在这个过程中，除电场力外，其他外力做的功为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U ab 为( )A ．1×104 VB ．－1×104 VC ．4×104 VD ．－7×104 V解析：选A.设电场力做功为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 ＝Wq＝1×104 V ，故选A.4. 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1.0×10－9C ，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 ＝4.0 VD ．把电荷从A 移到B ，电场力做功为W ＝4.0 J解析：选C.由电荷在A 、B 两点的电势能可知，该电荷从A 点移到B 点电场力做功W AB＝E p A －E p B ＝4×10－9 J ，题中所给的只是点电荷的电荷量数值为1.0×10－9 C ，但是没有明确该电荷的正、负，所以我们可以根据电势差的计算公式求出A 、B 两点的电势差大小为U AB ＝W AB q ＝4×10－91.0×10－9V ＝4.0 V ，不过无法比较A 、B 两点电势的高低，故选C.5.(2013·安徽师大附中高二检测)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L 3处的动能为20 J ，运动到等势面L 1处时动能为零；现取L 2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 JB ．10 JC ．6 JD ．4 J解析：选C.正电荷在电场中只受电场力的作用，在L 3时，动能为20 J ，运动到L 2等势面时其动能一定是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 ．故选C. 6.(2013·黄山屯溪一中高二检测)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：选B.由孤立负点电荷电场线和等势面的分布知B 正确；因φc >φa ，同一负电荷在电势低处电势能大，C 错误；因U ab ＝U bc ，据W ＝qU 知W ab ＝W bc ，D 错误．7.(2013·山东四市联考)如图所示，在水平向右的匀强电场中，在O 点固定一电荷量为Q 的正点电荷，a 、b 、c 、d 为以O 为圆心的同一圆周上的四点，bd 与电场线平行，ac 与电场线垂直，则( )A ．a 、c 两点的场强相同B ．b 点的场强大小大于a 点的场强大小C ．d 、a 间的电势差大于a 、b 间的电势差D ．检验电荷在a 点的电势能等于在c 点的电势能解析：选BD.a 、c 两点在匀强电场中电场强度相同，点电荷在a 、c 两点产生的电场强度大小相等、方向相反，合成后，a 、c 两点的合场强仅大小相同，A 错误；a 、b 、c 、d 四点中b 点的合场强最大，B 正确；d 、a 间的电势差与a 、b 间的电势差相等，C 错误；a 点电势与c 点电势相等，检验电荷在a 点的电势能与在c 点的电势能相等，D 正确．故选BD.8．(2013·长春调研)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＋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 ．电势差U OA ＝U ADC ．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 点的电势能大于在D 点的电势能解析：选C.A 、B 、C 三点的电场强度大小相同、方向不同，A 错误；电势差U OA ＞U AD ，B 错误；电子在A 点的电势能小于在D 点的电势能，D 错误；将一电子由C 点分别移动到A 、B 两点，电场力做功相等，C 正确．故选C.9.(2013·广东广雅中学高二检测)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.m v 202qB.3m v 20qC.2m v 20qD.3m v 202q解析：选C.粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有 2gh ＝v 20.电场力做正功，重力做负功，使粒子的动能由12m v 20变为2m v 20，则根据动能定理，有Uq －mgh ＝2m v 20－12m v 20， 解方程得A 、B 两点电势差应为2m v 20q，故选C.二、非选择题 10．如图所示，将一质量为m 、电荷量为＋q 的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O 点的固定轴转动，杆长为L ，杆的质量忽略不计．将杆和小球置于场强为E 的匀强电场中，电场方向如图所示，将杆拉至水平位置OA ，在此处将其自由释放，求杆运动到竖直位置OB 时小球电势能的变化和小球到达B 点的速率．解析：A →B 电场力做功W AB ＝qEL 由电场力做功与电势能变化关系得： ΔE p ＝－W AB ＝－qEL ，即电势能减小了qEL .由动能定理得：qEL ＋mgL ＝12m v 2B －0所以v B ＝2(qE ＋mg )Lm. 答案：减小了qEL 2(qE ＋mg )Lm11.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12m v 2＝qU AD －mg ·2R 小球在D 点时重力完全用来提供向心力，由牛顿第二定律得mg ＝m v 2R，联立解得U AD＝5mgR 2q由于B 、D 两点在同一等势面上所以U AB ＝U AD ＝5mgR2q .答案：5mgR 2q☆12.(2013·云南玉溪一中高二检测)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＝m v2C/2－m v2B/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|＝m v2C/2解得|U AB|＝|U AC|＝mgR/(2q)．(3)因为φA<φC、φC＝0，所以φA＝－|U AC|＝－mgR/(2q)．答案：(1)7gR(2)mgR/(2q)(3)－mgR/(2q)。
物理选修31人教版1.5电势差
结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力 另有一个点电荷从距离A无穷远处移到Q所激发电场中P点，P点的电势为φP = 3000V。
正电荷电场中各点电势为正
重力场
高度
相对参考面的 差
高度差
两点高度的差 值
重力
G=mg
电场
电势
相对参考点 的差
电势差 两点电势的 差值
电场力
F=qE
重力做功
WG=mgΔh 电场力做功 WF=qU
重力势能的 变化
重力做正功， 电势能的变 电场力做正功，
重力势能减少， 化
电势能减少，
重力做负功，
电场力做负功，
重力势能增加
电势能增加
1、电势差：电荷q在电场中由A点移到B
点，电场力所做的功WAB与电荷q的比值 ，叫A、B两点间的电势差。用UAB表示
定义式：UAB
WAB q
（ 比值定义法）
适用于一切电场
变形为：WAB＝qUAB
（1）电势差是反映电场特性的物理量，只与电场及场
中A、B两点的位置有关，与场中是否存在电荷、放入场 中的电荷的电荷量q以及A、B间的路径都无关．
A．电场中的A、B两点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WAB和电量q成正比
C．UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷 都没有关系
D．WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无 关
二、电势：电场中某点的电势，等于将
单位正电荷由该点移到参考点（零参考 点）时电场力所做的功。电势常用φ表示 。
2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-1第一章 静电场课后练含答案
2020—2021人教物理选修3—1第一章静电场课后练含答案人教选修3—1第一章静电场1、两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与电场强度方向平行，其位置如图所示。
若此杆绕过O点垂直于杆的轴线顺时针转过90°，则在此转动过程中，电场力做的功为()A．0B．qEl C．2qEl D．πqEl2、有甲、乙、丙三个小球，将它们两两相互靠近，它们都相互吸引，如图所示。
那么，下面的说法中正确的是()A．三个小球都带电B．只有一个小球带电C．有两个小球带同种电荷D．有两个小球带异种电荷3、如图所示，两个带同种电荷的小球质量分别为m1和m2，带电荷量分别为q1和q2，用两段绝缘细线悬挂在天花板上的O点，平衡时两球间的连线水平，两段绝缘细线与竖直线的夹角分别为α和β，α<β，则下列说法正确的是()A．若q1>q2，则m1>m2B．若q1>q2，则m1<m2C．一定有m1<m2D．一定有m1>m24、在等边三角形ABC的顶点B和C处各放一个电荷量相等的点电荷时，测得A处的场强大小为E，方向与BC边平行且由B指向C，如图所示。
若拿走C处的点电荷，则下列关于A处电场强度的说法正确的是()A ．大小仍为E ，方向由A 指向BB ．大小仍为E ，方向由B 指向AC ．大小变为E 2，方向不变D ．不能得出结论5、(双选)如图所示，曲线表示一簇关于x 轴对称的等势面，在x 轴上有A 、B 两点，则( )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6、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q m 为( )A ．v 2a －v 2b φb －φaB ．v 2b －v 2a φb －φaC ．v 2a －v 2b 2（φb －φa ）D ．v 2b －v 2a 2（φb －φa ）7、如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O 处的电势为0，点A 处的电势为6 V ，点B 处的电势为3 V ，则电场强度的大小为( )A ．200 V/mB ．200 3 V/mC ．100 V/mD ．100 3 V/m8、(双选)关于静电感应和静电平衡，以下说法正确的是( )A ．静电感应是由于导体内的自由电子受静电力作用的结果B ．导体内的自由电子都不运动称为静电平衡C ．处于静电平衡状态时，导体所占空间各处场强均为零D．处于静电平衡状态时，导体内部将没有多余的“净”电荷*9、(双选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开。
人教版高二物理选修3-1课时作业第一章 静电场 1.2库仑定律 word版含解析答案
人教版选修3-1课时作业第一章 静电场 库仑定律一、选择题1.关于点电荷的说法正确的是( ) A.点电荷的电荷量一定是1.60×10-19 C B.实际存在的电荷都是点电荷 C.点电荷是理想化的物理模型 D.大的带电体不能看成点电荷2.下列关于点电荷的说法正确的是( )A.任何带电体,都可以看成是电荷全部集中于中心的点电荷B.球状带电体一定可以看成点电荷C.点电荷就是元电荷D.一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定 3.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据F=kq 1q 2r 2,当两电荷间的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C.若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律4.真空中有两个静止的点电荷q 1、q 2,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来的2倍,则两电荷间的静电力将变为原来的( ) A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍5.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q 和+5Q 的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 1,现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 2,则F 1与F 2之比为( ) A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶16.A 、B 两个带同种电荷的绝缘金属小球,半径均为r,球心相距3r,A 带电荷量Q 1,B 带电荷量Q 2,则A 、B 间相互作用力( ) A.无法确定 B.等于kQ 1Q 2(3r)2C.大于kQ 1Q 2(3r)2D.小于kQ 1Q 2(3r)27.如图所示,半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开,这时A、B两球之间的相互作用力的大小是()A.F8B.F4C.3F8D.3F48.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。
人教版高二物理选修3-1课时作业第一章 静电场 1.9带电粒子在电场中的运动 word版含解析答案
人教版选修3-1课时作业第一章静电场带电粒子在电场中的运动一、选择题1.如图所示,两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从O 点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A点,然后返回,OA=h,此电子具有的初动能是( )A.edℎUhC.eUdℎD.eUℎd2.(多选)将带正电的微粒放在电场中,场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示。
t=0时刻,带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动,则下列说法中正确的是( )A.微粒在0~1 s内的加速度与1~2 s内的加速度相同B.微粒将沿着一条直线运动C.微粒做往复运动D.微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同3.如图所示,两金属板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出。
现在使电子入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板长度应变为原来的( )A.2倍B.4倍C.12D.144.如图所示,三个带电荷量相同、质量相等、重力不计的粒子A、B、C,从同一平行板间电场中的同一点P射入,在电场中的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是( )A.三个粒子的加速度关系为a A>a B>a CB.三个粒子的加速度关系为a A<a B<a CC.三个粒子的入射速度关系为v A>v B>v CD.三个粒子的入射速度关系为v A<v B<v C5.(多选)如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、电荷量为+q的小球,系在一根长为L的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。
AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径。
已知重力加速度为g,电场强度为mgq,不计空气阻力,下列说法正确的是( )A.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度v min=√√2gLB.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时的机械能最大C.若将小球在A点由静止释放,它将在CBD圆弧上往复运动D.若将小球在A点以大小为√gL的速度竖直向上抛出,它将能够沿圆周到达B点6. (多选)如图甲所示,电子静止在两平行金属板A、B间的a点,t=0时刻开始A板电势按如图乙所示规律变化,则下列说法正确的是( )A.电子可能在极板间做往复运动B.t1时刻电子的动能最大C.电子能从小孔P飞出,且飞出时的动能不大于eU0D.电子不可能在t2~t3时间内飞出电场7.如图甲所示,两极板间加上如图乙所示的交变电压。
人教版物理选修3-1《电势差》导学案(含答案)
1.5 （一）《电势差》导学案【提振信心】学而不思则罔，思而不学则殆;要学思恰当结合，才能掌握到位。
【上节目标检测】1、将带电量为1×10-8C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1×10-6J，问：⑴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？⑵A点的电势是多少？⑶若电场力可以把带电量为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）【本节目标展示】1、理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。
2、掌握两点间电势差的表达公式，知道两点间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。
3、知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。
【本节目标探究及释疑】1、电势差（1）电势差是电场中两点间的电势的差值，即：U AB= 或U BA=显然U AB=-U BA（2）电场中某一点的电势，与选取的电势零点有关；而电场中两点间的电势差，与选取的电势零点。
（3）电势和电势差单位都是，符号，都有正负值，但都是量a. 电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低；b. 电势差的正负表示电场中两点电势的高低。
说明：电势差也叫电压，在很多场合下电压不带正负号。
2 、电势差与电场力做功的关系（1）推导：电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功W AB与两点间电势差U AB关系：（2）关系式：或［思考］U AB由什么决定？由W AB、q决定吗？所以电势差反映了.3、应用AB AB qU W =计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：AB W ＞0，电场力做功；AB W ＜0，电场力做功（也可以说成物体克服电场力做功）；AB U ＞0，表示A ϕB ϕ；AB U ＜0，表示A ϕB ϕ（比较A ϕ和B ϕ的高低）【本节目标训练及检测】（提示：应用AB AB qU W =计算时，注意各物理量用正负值代入。
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.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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 eVB.13 eVC.20 eVD.34 eV9.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 22qD.试探电荷在N点具有的电势能为-12mv210.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3g,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。
-q3.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。
7.AB 由于W AB =E pA -E pB ,所以E pB =E pA -W AB =80 eV-(-30 eV)=110 eV,A 对;电子克服静电力做功,电子电势能增加,增加量等于克服静电力做的功30 eV,B 对;A 、B 两点间的电势差U AB =W AB q=-30eV -e=30 V,C 、D 错。
8.C 由正电荷从a 到b 克服电场力做功可判断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,得Uq=7 eV,所以,点电荷能量为7 eV+5 eV=12 eV,当电势能为-8 eV 时,动能为12 eV-(-8 eV)=20 eV 。
9.C 在+Q 形成的电场中,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,N 点电势低于P 点电势,故B 错误;P 点电场强度大小是E P =kQr P2,N 点电场强度大小是E N =kQr N2,则E P E N =r N 2r P 2=41,故A 错误;试探电荷由N 到P 的过程中,根据动能定理得:-q(φN -φP )=12mv 2,由题意知,P 点的电势为零,即φP =0,解得N 点的电势φN =-mv 22q,故C 正确;试探电荷在N 点具有的电势能为E pN =-qφN =12mv 2,故D 错误。
10.C 等量同种电荷的电场在连线中点处合场强为零,即O 点的场强为零,在连线的中垂线上,从O 点向两边电场强度先变大后变小,无穷远处场强为零,因为不知道两电荷的电荷量,也不知道两电荷之间的具体距离,所以在中垂线上具体哪一点的场强最大,不能计算出来,所以场强最大的点可能在D 点的上方,也可能在D 点的下方,也可能在D 点位置,故A 错误;小球电荷量缓慢减小,则电场力对小球做功会逐渐减小,所以其每次经过O 点时的速率不断减小,故B 错误;点电荷M 、N 的电荷量同时等量地缓慢增大,则在中垂线上场强不为0的位置场强变大,小球所受电场力变大,小球的加速度变大,所以小球的周期会变小,故C正确;等量同种电荷的电场具有对称性,既关于两电荷的连线对称,也关于中垂线对称,所以C、D两点的电势始终相等,即U CD=0,故D错误。
二、非选择题11.答案(1)电势能增加了2.4×10-6 J(2)60 V解析(1)负电荷在该电场中所受的静电力F为恒力,方向向左,因此从M点移到N点,电荷克服静电力做功,电势能增加,增加的电势能ΔE p等于电荷克服静电力做的功W。
电荷克服静电力做功W=|q|El=4×10-8×2×102×0.3J=2.4×10-6 J,故电势能增加了2.4×10-6 J。
(2)M、N两点间的电势差为U MN=W MNq =-2.4×10-6-4×10-8V=60 V,即M、N两点间的电势差为60 V。
12.答案(1)60 V/m(2)1.44×10-7 J(3)6.6 V解析(1)电荷从a到b电场力做的功W1=qU ab由匀强电场中电场强度和电势差的关系得U ab=E·ab所以E=W1q·ab = 1.2×10-74×10-8×5×10-2V/m=60 V/m(2)把电荷从b移到c,电场力做的功W2=qU bc=qE·bc·cos 60°=4×10-8×60×12×10-2×0.5J=1.44×10-7 J(3)a、c两点间的电势差U ac=U ab+U bc=E·ab+E·bc·cos 60°=6.6 V13.答案见解析解析(1)释放的电荷必为正电荷,设其电荷量为q,由牛顿第二定律,在A点时:mg-kQqℎ2=m·34g,在B点时:kQq(0.25ℎ)2-mg=m·a B,解得a B=3g,方向竖直向上,q=mgℎ24kQ。
(2)从A到B过程,由动能定理:mg(h-0.25h)+qU AB=0,故U AB=- 3kQℎ。