2021_2022版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.doc

电势差

(25分钟·60分)

一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)

1.下列说法正确的是( )

A.电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关

B.电势差是一个矢量,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C。两点间的电势差等于电势之差,由电场中两点的位置决定,与零电势点的选取无

关,故A错误。电势差是标量,正负表示大小,故B错误。电场力做功跟移动电荷的路径无关,

由公式W=qU知电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关,故C正确。A、B两点

的电势差是恒定的,但有顺序之分,U AB=-U BA,故D错误。

2.在静电场中,一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV(1 eV=1.60×10-19 J),则以下说

法中正确的是( )

A.电场强度的方向一定由b沿直线指向a

B.a、b两点间电势差U ab=5 V

C.电子的电势能减少5 eV

D.电子的电势能减少5 J

【解析】选C。电场强度的方向与电子运动路径无关,A错误;U ab===-5 V,B错误;静

电力做5 eV的正功,电势能减少5 eV,C正确,D错误。

3.如图所示,虚线为某匀强电场的等势线,电势分别为10 V、20 V和30 V,实线是某带电粒子

在该电场中运动的轨迹。不计带电粒子的重力,则该粒子( )

A.带负电

B.在a、b、c三点的动能大小关系为E ka

C.在a、b、c三点的电势能大小关系为E pa

D.一定是从a点运动到b点,再运动到c点

【解析】选C。根据电场线与等势面垂直,且由高电势指向低电势,可知场强方向向上,带电粒

子的轨迹向上弯曲,粒子所受的电场力向上,则该粒子一定带正电荷,故A错误;带正电的粒子

在电势高的地方电势能大,故E pa

和保持不变,故E kb

的大小关系,但不能判断出粒子是否从a点运动到b点,再运动到c点,故D错误。故选C。

4.虚线为电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等。一个带正电的点电荷在A点的

电势能大于其在B点的电势能,则下列说法正确的是( )

A.A点的电势比B点的高

B.无法比较A、B两点的电势高低

C.A点的电场强度比B点的大

D.无法比较A、B两点的场强大小

【解析】选A。正电荷在电场中,在电势越高的位置,电势能越大,故A正确,B错误;等差等势

面的疏密代表场强的大小,故A点的场强小于B点的场强,故C、D错误。

【加固训练】

在两个等量同种点电荷的连线上,有与连线中点O等距的两点a、b,如图所示,则下列判断

错误的是( )

A.a、b两点的电势相等

B.a、b两点的场强相同

C.a、O两点间与b、O两点间的电势差相同

D.同一电荷在a、b两点的电势能相同

【解析】选B。将电荷从O移到a或b静电力做功相等,则a、O两点间与b、O两点间的电势

差相同,所以a、b两点的电势相等,故A、C正确;根据点电荷的场强叠加,知a、b两点的场强

大小相等,方向相反,所以场强不同,故B错误;a、b两点的电势相等,根据E p=qφ,同一电荷在

a、b两点的电势能相同,故D正确。

5.如图,在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为

等势线。取无穷远处为零电势点,若将q1、q2移动到无穷远的过程中克服电场力做的功相等,

则( )

A.q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能

B.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能

C.q1的电荷量小于q2的电荷量

D.q1的电荷量大于q2的电荷量

【解析】选D。将q1、q2移动到无穷远的过程中克服电场力做功,则知Q对q1、q2存在引力作

用,Q带负电,电场线方向从无穷远指向Q,所以A点电势高于B点电势;A与无穷远处间的电势

差小于B与无穷远处间的电势差;由于克服电场力做的功相等,则由功能关系知,q1在A点的电

势能等于q2在B点的电势能;由W=qU可知,q1的电荷量大于q2的电荷量,故D正确。故选D。

【加固训练】

如图所示,三个同心圆是以同一负点电荷为圆心的等势面,相邻等势面的电势差相等,则

下列说法正确的是( )

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.将同一个电荷由B点移到D点静电力做的功比由C点移到A点多

D.将电荷+q由B点移到C点,静电力做正功

【解析】选D。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点受的静电力

比在B点受的静电力大,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点的电

势能比在A点大,B错误;若从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,C错误;从B到C移动+q,静电力做正功,D正确。

6.(多选)对于电场中任意两点间的电势差,下列说法中正确的是( )

A.电势差越大,在这两点的电场强度也越大

B.两点间的电势差,数值上等于在这两点间移动单位正电荷时电场力做的功

C.两点间的电势差与在这两点间移动的电荷有关

D.两点间的电势差与在这两点间移动的电荷无关

【解析】选B、D。根据E=可知,电势差越大,在这两点的电场强度不一定越大,选项A错误;

根据U=可知,两点间的电势差,数值上等于在这两点间移动单位正电荷时电场力做的功,选

项B正确; 两点间的电势差只与电场本身有关,与在这两点间移动的电荷无关,选项D正确,C

错误;故选B、D。

【加固训练】

如图所示,在位于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点静电力做的功为W3。则三次静电力做功的大小关系为( )

A.W1=W2=W3<0

B.W1>W2=W3>0

C.W1=W3>W2=0

D.W3>W1=W2=0

【解析】选C。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,A、B、C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。

二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明

单位)

7.(12分)电场中某区域的电场线如图所示,A、B是电场中的两点。一个电荷量q=+2.0×10-8C

的点电荷在A点所受电场力F1=3.0×104 N,在仅受电场力的作用下,将该点电荷从A点移动到

B点,电场力做功W=6.0×107 J,求: