2025版高中物理第十章靜電場中的能量2電勢差練習(xí)含解析新人教版必修第三冊

PAGE3-2.電勢差1.如圖所示,MN是電場中某一條電場線上的兩點(diǎn),若負(fù)電荷由M移到N時,電荷克服靜電力做功,下列說法不正確的是()A.M點(diǎn)和N點(diǎn)之間肯定有電勢差B.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度肯定大于N點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.電場線的方向從M指向ND.M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)的電勢解析負(fù)電荷從M移到N時,電荷克服靜電力做功,則負(fù)電荷所受的靜電力的方向是從N到M,則電場線的方向為由M指向N。推斷知選項A、C、D正確,B錯誤。答案B2.一個點(diǎn)電荷,從靜電場中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中,靜電力做功為零,則()A.a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度肯定相等B.作用于該點(diǎn)電荷的靜電力與其移動方向總是垂直的C.a、b兩點(diǎn)的電勢差為零D.點(diǎn)電荷肯定沿直線從a點(diǎn)移到b點(diǎn)解析由公式Wab=qUab可知,若Wab=0,則肯定是Uab=0。選項C正確。答案C3.一個電荷量為q=2.0×10-9C的帶正電的質(zhì)點(diǎn)在靜電場中由a點(diǎn)移動到b點(diǎn)過程中,除靜電力外,其他力做的功為6.0×10-5J,質(zhì)點(diǎn)的動能增加了8.0×10-5J,則a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab為()A.1×104V B.-1×104VC.4×104V D.-7×104V解析設(shè)此過程中靜電力對點(diǎn)電荷做的功為Wab,由動能定理可知W外+Wab=ΔEk,即Wab=ΔEk-W外=2.0×10-5J,則a、b兩點(diǎn)間的電勢差為Uab=Wabq=1.0×10答案A4.在某電場中,A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB=60V,B、C兩點(diǎn)間的電勢差UBC=-50V,則A、B、C三點(diǎn)電勢凹凸關(guān)系是()A.φA>φB>φC B.φA<φC<φBC.φA>φC>φB D.φC>φB>φA解析因為UAB=φA-φB=60V>0,所以φA>φB,又UBC=φB-φC=-50V<0,所以φB<φC,又UAC=UAB+UBC=60V+(-50V)=10V>0,所以φA>φC,故φA>φC>φB。正確選項為C。答案C5.(多選)假如在某電場中將電荷量為5.0×10-4C的正電荷,僅在靜電力作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功為2.0×10-3J,則()A.電荷在B點(diǎn)的動能比在A點(diǎn)的動能小2.0×10-3JB.電荷在B點(diǎn)的電勢能比在A點(diǎn)的電勢能小2.0×10-3JC.A、B兩點(diǎn)間電勢差為-4VD.若在A、B兩點(diǎn)間移動一個q=1.0×10-4C的負(fù)電荷,電荷將克服靜電力做4.0×10-4J的功解析由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做正功,動能增加,電勢能削減,選項A錯誤,B正確;A、B兩點(diǎn)間電勢差UAB=4V,選項C錯誤;在A、B兩點(diǎn)間移動一個q=1.0×10-4C的負(fù)電荷,靜電力做功W=qU=-1.0×10-4×4J=-4.0×10-4J,選項D正確。答案BD6.如圖所示,有向線段表示電場中的一條電場線,質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子僅在靜電力作用下沿電場線向右運(yùn)動,經(jīng)過A點(diǎn)時速度為v0,一段時間后到達(dá)與A相距為d的B點(diǎn),速度減為0。下列推斷正確的是()A.A點(diǎn)電勢肯定高于B點(diǎn)電勢,可以求出A點(diǎn)電勢B.A點(diǎn)電勢肯定高于B點(diǎn)電勢,A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB=mC.粒子在A點(diǎn)的電勢能肯定大于在B點(diǎn)的電勢能,從A到B過程中靜電力做的功為1D.粒子在A點(diǎn)受到的靜電力肯定等于在B點(diǎn)受到的靜電力解析由A點(diǎn)到B點(diǎn),粒子的速度減小,則粒子受的靜電力向左,因粒子帶負(fù)電,故電場線方向向右,A點(diǎn)電勢肯定高于B點(diǎn)電勢,由動能定理得qUAB=12mv02,則A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB=mv022q,但求不出A點(diǎn)的電勢,A錯誤,B正確;帶負(fù)電的粒子在電勢低的地方電勢能大,故粒子在A點(diǎn)的電勢能肯定小于在B點(diǎn)的電勢能,從A到B答案B實(shí)力提升1.三個點(diǎn)電荷電場的電場線分布如圖所示,圖中a、b兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb,電勢分別為φa、φb,則()A.Ea>Eb,φa>φbB.Ea<Eb,φa<φbC.Ea>Eb,φa<φbD.Ea<Eb,φa>φb解析由題圖可知,a點(diǎn)旁邊的電場線比b點(diǎn)旁邊的電場線密,所以Ea>Eb,電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,a點(diǎn)所在等勢面的電勢肯定低于b點(diǎn)所在的等勢面的電勢,即φb>φa,故選項C對。答案C2.(多選)如圖所示,虛線a、b和c是某靜電場中的三個等勢面,它們的電勢分別為φa、φb和φc,且φa>φb>φc。一帶正電的粒子射入該電場中,其運(yùn)動軌跡如圖中KLMN所示,可知()A.粒子從K到L的過程中,靜電力做負(fù)功B.粒子從L到M的過程中,靜電力做負(fù)功C.粒子從K到L的過程中,電勢能增加D.粒子從L到M的過程中,動能削減解析依據(jù)a、b、c三個等勢面的電勢關(guān)系及帶電粒子的運(yùn)動軌跡可以推斷,該電場是正電荷四周的電場,所以粒子從K到L靜電力做負(fù)功,電勢能增加,A、C對。粒子從L到M的過程中,靜電力做正功,電勢能削減,動能增加,B、D錯。答案AC3.如圖所示,三條曲線表示三條等勢線,其電勢φC=0,φA=φB=10V,φD=-30V,將電荷量為q=1.2×10-6C的電荷在該電場中移動。(1)把這個電荷從C移到D,靜電力做功多少?(2)把這個電荷從D移到B再移到A,電勢能改變多少?解析(1)UCD=φC-φD=30VWCD=qUCD=1.2×10-6×30J=3.6×10-5J。(2)UDA=φD-φA=(-30-10)V=-40VWDA=qUDA=1.2×10-6×(-40)J=-4.8×10-5J所以電勢能增加了4.8×10-5J。答案(1)3.6×10-5J(2)電勢能增加了4.8×10-5J4.如圖所示的電場中,已知A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB=-20V。(1)電荷量q=+5×10-9C的點(diǎn)電荷Q由A點(diǎn)移動到B點(diǎn),靜電力所做的功是多少?(2)若電荷量q=+5×10-9C的點(diǎn)電荷Q在A