物理選修3-1第一章第五節(jié)習(xí)題及答案

1、電勢差 【測控導(dǎo)航】知識點(diǎn)題號1.電勢差的理解1、22.WAB=qUAB的應(yīng)用3、4、5、6、73.電勢差的綜合應(yīng)用8、9、10、11鞏固基礎(chǔ)1.關(guān)于電勢差與靜電力做功的說法中,正確的是(B)A.電勢差的大小由靜電力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做的功和電荷的電荷量決定B.靜電力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢差和該電荷的電荷量決定C.電勢差是矢量,靜電力做的功是標(biāo)量D.電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于靜電力做功解析:電勢差的大小由電場本身的因素決定,與移動(dòng)電荷的電荷量及移動(dòng)電荷所做的功無關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò).由WAB=qUAB知,選項(xiàng)B對.電勢差、靜電力做的功都是標(biāo)量,選項(xiàng)C錯(cuò).電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于單位電荷從

2、一點(diǎn)移到另一點(diǎn)靜電力所做的功,選項(xiàng)D錯(cuò).2.對于電場中A、B兩點(diǎn),下列說法正確的是(BC)A.電勢差的定義式UAB=WABq,說明兩點(diǎn)間的電勢差UAB與靜電力做功WAB成正比,與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比B.A、B兩點(diǎn)間的電勢差等于將單位正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力所做的功C.將1 C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做1 J的功,這兩點(diǎn)間的電勢差為1 VD.若電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程,除受靜電力外,還受其他力的作用,電荷電勢能的變化就不再等于靜電力所做的功解析:根據(jù)電勢差的定義,電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于將單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)靜電力所做的功,僅由電場及兩點(diǎn)的位置決定,與移動(dòng)的電荷量及做功的多少無關(guān)

3、,即U=Wq也是定義式,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、C正確.電勢能的變化決定于靜電力做功,與其他力是否做功、做多少功無關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò).3.(2013聊城市華陽中學(xué)高二上學(xué)期第一次調(diào)研)如果在某電場中將5.0×10-8 C的電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功為6.0×10-3 J,那么(AC)A.A、B兩點(diǎn)間的電勢差是1.2×105 VB.A、B兩點(diǎn)間的電勢差是3.0×10-10 VC.若在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)2.5×10-8 C的電荷,靜電力將做3.0×10-3 J的功D.若在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)1.0×10-7 C的電荷,靜電力將做3.0&

4、#215;10-17 J的功解析:由靜電力做功W=qU,電勢差U=Wq=6.0×10-3 J5.0×10-8 C=1.2×105 V,選項(xiàng)A對,B錯(cuò);若移動(dòng)2.5×10-8 C的電荷,靜電力做功W=qU=2.5×10-8×1.2×105 J=3.0×10-3 J,選項(xiàng)C對;若移動(dòng)1.0×10-7 C的電荷,靜電力做功W=qU=1.0×10-7×1.2×105 J=1.2×10-2 J,選項(xiàng)D錯(cuò).4.如圖所示,是一個(gè)點(diǎn)電荷電場的電場線(箭頭線)和等勢面(虛線),兩等勢

5、面之間的電勢差大小為2 V,有一個(gè)帶電荷量為q=-1.0×108 C的電荷,從A點(diǎn)沿不規(guī)則曲線路徑移到B點(diǎn),靜電力做功為(B)A.2.0×108 JB.-2.0×108 JC.1.60×107 JD.-4.0×108 J解析:由WAB=qUAB得WAB=-1.0×108×2 J=-2.0×108 J,故選項(xiàng)B對.5.如圖所示,在處于O點(diǎn)的點(diǎn)電荷+Q形成的電場中,試探電荷+q由A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做功為W1,以O(shè)A為半徑畫弧交OB于C,再把試探電荷由A點(diǎn)移到C點(diǎn)靜電力做功為W2;由C點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做功為W3,則三次靜

6、電力做功的大小關(guān)系為(C)A.W1=W2=W3<0B.W1>W2=W3>0C.W1=W3>W2=0D.W3>W1=W2=0解析:點(diǎn)電荷形成電場的等勢面是以該電荷為中心的球面,由題意知,三點(diǎn)的電勢關(guān)系,A=C>B,所以電勢差UAB=UCB>0,UAC=0,而W1=qUAB,W2=qUAC,W3=qUCB,所以W1=W3>W2=0,選項(xiàng)C正確.6.如圖所示,a、b是電場線上的兩點(diǎn),將一點(diǎn)電荷q從a點(diǎn)移到b點(diǎn),靜電力做功W,且知a、b間的距離為d,以下說法中正確的是(AD)A.a、b兩點(diǎn)間的電勢差為WqB.a點(diǎn)的電勢為a=WqC.b點(diǎn)的電勢為b=WqD

7、.a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢解析:由W=qU知U=Wq,且a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高,所以選項(xiàng)A、D正確;題中沒有指明零電勢點(diǎn),所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤.7.一個(gè)帶正電荷的質(zhì)點(diǎn),電荷量q=2.0×10-9 C,在靜電場中由a點(diǎn)移到b點(diǎn).在這個(gè)過程中,除靜電力外,其他力做功6.0×10-5 J,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0×10-5 J,則a、b兩點(diǎn)的電勢差a-b為(B)A.3×104 VB.1×104 VC.4×104 VD.7×104 V解析:由動(dòng)能定理,外力對物體做功的代數(shù)和等于物體動(dòng)能的增量,得靜電力對物體做的功W=8.0×10

8、-5 J-6.0×10-5 J=2.0×10-5 J.由W=q(a-b)得a-b=2.0×10-52.0×10-9 V=1.0×104 V.8.如圖所示,實(shí)線為電場線,虛線為等勢線,且相鄰兩等勢線間的電勢差相等.一正電荷在3上時(shí),具有動(dòng)能20 J,它運(yùn)動(dòng)到等勢線1上時(shí),速度為零.令2=0,那么該電荷的電勢能為4 J時(shí),其動(dòng)能大小為(C)A.16 JB.10 JC.6 JD.4 J解析:由題意得運(yùn)動(dòng)到2上時(shí)動(dòng)能為10 J,又2=0,故在2上時(shí)電勢能為零,因此動(dòng)能與勢能的和為10 J,故所求動(dòng)能為10 J-4 J=6 J.提升能力9.如圖為一勻強(qiáng)電

9、場,某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在這一運(yùn)動(dòng)過程中克服重力做的功為3.0 J,靜電力做的功為2.0 J.則下列說法正確的是(D)A.粒子帶負(fù)電B.粒子在A點(diǎn)的電勢能比在B點(diǎn)少2.0 JC.粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少1.0 JD.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)多1.0 J解析:帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),靜電力做正功,靜電力豎直向上,粒子帶正電,故選項(xiàng)A錯(cuò).靜電力做正功2.0 J,粒子電勢能減少2.0 J,機(jī)械能增加2.0 J,故選項(xiàng)B、C都錯(cuò).合外力做功為-1.0 J,粒子動(dòng)能減少1.0 J,故選項(xiàng)D正確.10.空間存在勻強(qiáng)電場,有一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場,

10、運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0.若粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0.若忽略重力的影響,則(AC)A.在O、A、B三點(diǎn)中,O點(diǎn)電勢最高B.在O、A、B三點(diǎn)中,B點(diǎn)電勢最高C.OA間的電勢差比AB間的電勢差大D.OA間的電勢差比AB間的電勢差小解析:由動(dòng)能定理可得qUOA=12m(2v0)2-12mv02,得UOA=3mv022q,qUOB=12m(3v0)2-12m(2v0)2,得UOB=5mv022q,由此可知UOB>UOA,所以O(shè)>A>B,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤.UAB=A-B=(O-B)-(O-A)=UOB-UOA=mv02q,所以UOA>UAB,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.11.(2013蘭州西北師大附中高二上學(xué)期月考)如圖所示,一光滑斜面的直角點(diǎn)A處固定一電荷量為+q、質(zhì)量為m的絕緣小球,另一同樣小球置于斜面頂點(diǎn)B處,已知斜面長為L,現(xiàn)把上部小球從B點(diǎn)由靜止自由釋放,球能沿斜面從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到斜面底端C處,求: (1)小球從B處開始運(yùn)動(dòng)到斜面中點(diǎn)D處時(shí)的速度大小;(2)小球運(yùn)動(dòng)到斜面底端C處時(shí),球?qū)π泵娴膲毫Υ笮?解析:(1)由題意知:小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí),由于AD=AB,所以有電勢D=B,即UDB=D-B=0則由動(dòng)能定理得mgL2sin 30°=12mvD2-0聯(lián)立解得vD=gL2.