2024-2025學年高中物理第一章靜電場第5節(jié)電勢差課時訓練含解析新人教版選修3-1

PAGE4-第5節(jié)電勢差基礎訓練對電勢和電勢差的理解1.下列說法正確的是(C)A.電勢差與電勢一樣,是相對量,與零電勢點的選取有關(guān)B.因電勢差有正、負之分,所以電勢差是矢量C.由于靜電力做功跟移動電荷的路徑無關(guān),所以電勢差也跟移動電荷的路徑無關(guān),只跟這兩點的位置有關(guān)D.A,B兩點的電勢差是恒定的,不隨零電勢點的不同而變更,所以UAB=UBA解析:電勢具有相對性,與零電勢點的選取有關(guān);而電勢差是標量,有正、負之分,但大小與零電勢點的選取無關(guān),選項A,B錯誤;由于UAB=A-B,UBA=B-A,故UAB=-UBA,選項D錯誤;電勢差為電場中兩點電勢之差,與移動電荷的路徑無關(guān),選項C正確。2.電場中A,B兩點間的電勢差為1V,對它的理解,下列說法正確的是(B)A.電荷量為q的正電荷從A移動到B時,靜電力所做的功是1JB.電荷量為1C的正電荷從A移動到B時,靜電力所做的功是1JC.電荷量為q的正電荷從B移動到A時,靜電力所做的功是1JD.電荷量為1C的正電荷從A移動到B時,克服靜電力做功1J解析:由電勢差公式U=Wq,則有對UAB靜電力做功與電勢能、電勢差的關(guān)系3.如圖所示,在O點放置一點電荷Q,以O為圓心作一圓?，F(xiàn)將一電荷從A分別移到圓上的B,C,D三點,則靜電力做功的狀況是(D)A.移到B的過程做功最多B.移到C的過程做功最多C.移到D的過程做功最多D.三個過程做功一樣多解析:B,C,D三點在同一等勢面上,即三點的電勢相同,所以UAB=UAC=UAD,由W=qU知三種狀況下靜電力做的功一樣多,選項D正確。4.在電場中A,B兩點間的電勢差UAB=75V,B,C兩點間的電勢差UBC=-200V,則A,B,C三點的電勢凹凸關(guān)系為(C)A.A>B>C B.A<C<BC.C>A>B D.C>B>A解析:UAB=75V,A-B=75V,A=B+75V;UBC=-200V,B-C=-200V,C=B+200V,C>A>B,選項C正確。5.在靜電場中,一個電子由a點移到b點時靜電力做功為5eV(1eV=1.6×10-19J),則以下說法中正確的是(C)A.電場強度的方向肯定由b直線指向aB.a,b兩點間電勢差Uab=5VC.電子的電勢能削減5eVD.電子的電勢能削減5J解析:電場強度的方向與運動路徑無關(guān),選項A錯誤;Uab=Wabq=綜合應用6.(2024·紹興第一中學期末)一帶電小球在從空中的P點運動到Q點的過程中,重力做功6J,克服靜電力做功1J,克服空氣阻力做功2J,則下列說法正確的是(D)A.在P點的動能比在Q點大3JB.在P點的重力勢能比在Q點小6JC.在P點的電勢能比在Q點大1JD.在P點的機械能比在Q點大3J解析:合力做功等于動能的變更量,合力做功等于各個力做功的代數(shù)和,總功為3J,故動能增加3J,即小球在P點的動能比在Q點小3J,A錯誤;重力做功等于重力勢能的削減量,重力做功6J,重力勢能削減6J,所以P點重力勢能比Q點大6J,B錯誤;靜電力做功等于電勢能的削減量,克服靜電力做功1J,電勢能增加1J,所以P點電勢能比Q點小1J,C錯誤;除重力外的各個力做的總功等于機械能的變更量,除重力外,克服靜電力做功1J,克服空氣阻力做功2J,故機械能削減3J,所以P點機械能比Q點大3J,D正確.7.如圖所示,正點電荷電場中有A,B兩點,將一電荷量q=+3.2×10-19C的摸索電荷從電場中的A點移至B點,靜電力做功W=+6.4×10-20J,則A,B兩點間的電勢差U等于(B)A.0.5V B.0.2VC.5V D.2V解析:A,B兩點間的電勢差U=Wq=68.電場中某區(qū)域的電場線如圖所示,A,B是電場中的兩點。一個電荷量q=+4.0×10-8C的點電荷在A點所受靜電力FA=2.0×10-4N,將該點電荷從A點移到B點,靜電力做功WAB=8.0×10-7J。求:(1)A點電場強度的大小EA;(2)A,B兩點間的電勢差UAB。解析:(1)依據(jù)E=F代入數(shù)據(jù)得EA=FAq=2.0×(2)依據(jù)UAB=W代入數(shù)據(jù)得UAB=WABq=答案:(1)5×103N/C(2)20V實力提升9.(2024·浙江臺州選考模擬)如圖所示,空間有一圓錐OAA′,B點為OA母線上一點,B′點為底面圓心,且OB等于OB′,現(xiàn)在頂點O處固定一正的點電荷,下列推斷正確的是(CA.A,A′兩點的電場強度相同B.B,B′兩點的電勢不相等C.將一負的摸索電荷從A點沿底面圓弧移到A′點,靜電力對該摸索電荷始終不做功D.將一負的摸索電荷從A點沿底面直徑移到A′點,靜電力對該摸索電荷先做負功后做正功解析:在O點放一個正電荷,依據(jù)正電荷的電場的特點E=kQr2,由于OA=OA′,即A,A′的電場強度相等,但是方向不同,所以選項A錯誤;點電荷的電場線與等勢線互相垂直,OB=OB′,所以B,B′是兩個電勢相等的點,選項B錯誤;同理A,A′的電勢也相等,因此W=qUAA′=0,即負電荷從A到A′靜電力不做功,選項C正確;依據(jù)電場線的特點,A點電勢比B′的電勢低,所以負電荷在A處的電勢能要大,所以從A到B′再到A10.如圖所示,在a點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,粒子到達b點時速度恰好為零,設a,b所在的電場線豎直向下,a,b間的高度差為h,則(B)A.帶電粒子帶正電B.a,b兩點間的電勢差Uab=mghC.b點電場強度等于a點電場強度D.a點電場強度大于b點電場強度解析:帶電粒子由a到b的過程中,重力做正功,而粒子運動到b點時動能沒有增大,說明靜電力做負功。依據(jù)動能定理有mgh-qUab=0,解得a,b兩點間電勢差為Uab=mghq。因為a點電勢高于b點電勢,Uab11.如圖所示,a,b,c為電場中同一條電場線上的三點,其中c為ab的中點。已知a,b兩點的電勢分別為a=3V,b=9V,則下列敘述正確的是(C)A.該電場在C點處的電勢肯定為6VB.a點處的電場強度Ea肯定小于b點處的電場強度EbC.正電荷從a點運動到b點的過程中電勢能肯定增大D.正電荷只受靜電力作用從a點運動到b點的過程中動能肯定增大解析:本題中電場線只有一條,又沒說明是哪種電場的電場線,因此電勢著陸及電場強度大小狀況都不能確定,選項A,B錯誤;a,b兩點電勢已知,正電荷從a到b是從低電勢向高電勢運動,靜電力做負功,動能減小,電勢能增大,選項C正確,D錯誤。12.(2024·浙江寧波十校聯(lián)考)如圖所示,實線代表水平勻強電場中未知方向的電場線,虛線a,b,c,d,f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面(同一虛線上各點電勢相同,且相鄰等勢面間電勢差相等),一電子在如圖所示紙面內(nèi)運動,經(jīng)過a時的動能為E0,從a到c的過程中克服靜電力所做的功為E0①電場線方向向左②若電子初速度方向與a面垂直,則電子恰好能到達f面③若電子初速度方向與a面成60°,則電勢能的最大增量為3④若電子最遠到達c面,則a到c過程中電子在豎直方向上的距離是ac間距的一半A.①② B.②③ C.②④ D.②③④解析:從a到c克服靜電力做功,即靜電力做負功,電子的電勢能增加,所以a>c,所以電場線方向向右,①錯誤;Wac=qUac,由于是勻強電場,所以Waf=2Wac,即Waf=-E0,依據(jù)動能定理,從a到