（山東省專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 課時(shí)跟蹤檢測（五）電勢差（含解析）新人教版選修3-1.doc

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課時(shí)跟蹤檢測（五）電勢差 1．[多選]關(guān)于電勢差UAB和電勢φA、φB的理解，正確的是(　　) A．UAB表示B點(diǎn)相對于A點(diǎn)的電勢差，即UAB＝φB－φA B．UAB和UBA是不同的，它們有關(guān)系UAB＝－UBA C．φA、φB都可以有正、負(fù)，所以電勢是矢量 D．電勢零點(diǎn)的規(guī)定是任意的，但人們通常規(guī)定大地或無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn) 解析：選BD　UAB表示A點(diǎn)相對于B點(diǎn)的電勢差，UAB＝φA－φB，A錯(cuò)；UBA表示B點(diǎn)相對于A點(diǎn)的電勢差，UBA＝φB－φA，故UAB＝－UBA，B對；電勢是標(biāo)量，正負(fù)號是相對于零電勢點(diǎn)而言的，正號表示高于零電勢點(diǎn)，負(fù)號表示低于零電勢點(diǎn)，C錯(cuò)；零電勢點(diǎn)理論上是可以任意選取的，但通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為零電勢點(diǎn)，D對。 2．關(guān)于電勢差的下列說法中，正確的是(　　) A．電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān) B．電勢差是一個(gè)標(biāo)量，沒有正值和負(fù)值之分 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(diǎn)的位置有關(guān) D．A、B兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，不隨零電勢點(diǎn)的改變而改變，所以UAB＝UBA 解析：選C　電勢差與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)，與移動電荷的路徑也無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；電勢差是標(biāo)量，但有正、負(fù)值之分，且UAB＝－UBA，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。 3．[多選]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，運(yùn)動到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0?，F(xiàn)有另一電荷量為－q、質(zhì)量為m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場，運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0。若忽略重力的影響，則(　　) A．在O、A、B三點(diǎn)中，B點(diǎn)電勢最高 B．在O、A、B三點(diǎn)中，A點(diǎn)電勢最高 C．O、A間的電勢差比B、O間的電勢差大 D．O、A間的電勢差比B、A間的電勢差小 解析：選AD 由動能定理可得：UOAq＝m(2v0)2－mv02，UOB(－q)＝m(3v0)2－m(2v0)2，可解得：UOA＝，UOB＝－，可見B、O間的電勢差比O、A間的電勢差大，在O、A、B三點(diǎn)中，B點(diǎn)電勢最高，A、D正確。 4．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)移動到B點(diǎn)，靜電力做功W，且知A、B間的距離為d，下列說法中正確的是(　　) A．由公式W＝qU可得，A、B兩點(diǎn)間的電勢差為 B．由公式W＝Eqd可得，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E＝ C．由公式W＝Eqd可得，B點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E＝ D．A點(diǎn)的電勢為 解析：選A　由W＝qU知UAB＝，所以選項(xiàng)A正確；由于不知該電場是不是勻強(qiáng)電場，靜電力可能不為恒力，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；題中沒有指明零電勢點(diǎn)，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．如圖所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等。一個(gè)正電荷在等勢面L3處的動能為20 J，運(yùn)動到等勢面L1處的動能為0；現(xiàn)取L2為零電勢參考平面，則當(dāng)此電荷的電勢能為4 J時(shí)，它的動能為(不計(jì)重力及空氣阻力)(　　) A．16 J　　　　　　　 B．10 J C．6 J D．4 J 解析：選C　正電荷在電場中只受靜電力的作用，在L3等勢面時(shí)動能為20 J，運(yùn)動到L1等勢面時(shí)動能為0，則運(yùn)動到L2等勢面時(shí)其動能一定是10 J，此時(shí)電勢能為0，則此正電荷的動能和電勢能總和為10 J。當(dāng)它的電勢能為4 J時(shí)，動能為6 J，故選項(xiàng)C正確。 6．[多選]在兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的連線上，有與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)a、b，如圖所示，則下列判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢相同 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同 C．a(chǎn)、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢差相同 D．同一電荷放在a、b兩點(diǎn)的電勢能相同 解析：選ACD　將電荷從O移到a或b電場力做功相等，則a、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢差相同，所以a、b兩點(diǎn)的電勢相等，故A、C正確；根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)疊加，知a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向相反，所以場強(qiáng)不同，故B錯(cuò)誤；a、b兩點(diǎn)的電勢相等，根據(jù)Ep＝qφ，同一電荷在a、b兩點(diǎn)的電勢能相同，故D正確。 7．[多選]如圖所示，帶箭頭的實(shí)線為電場線，虛線為等勢線，且AB＝BC，電場中的A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有(　　) A．φA＞φB＞φC　　　 B．EC＞EB＞EA C．UAB＜UBC D．UAB＝UBC 解析：選ABC　A、B、C三點(diǎn)處在一根電場線上，沿著電場線的方向電勢降低，故φA＞φB＞φC，A對；由電場線的疏密程度可看出電場強(qiáng)度的大小關(guān)系，故EC＞EB＞EA，B對；電場線密集的地方電勢降落較快，故UBC＞UAB，C對，D錯(cuò)。 8．[多選]某靜電場等勢面如圖中虛線所示，則(　　) A．B點(diǎn)的場強(qiáng)比A點(diǎn)的大 B．A點(diǎn)的電勢比C點(diǎn)的高 C．將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力不做功 D．負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢能小于零 解析：選ABC　B點(diǎn)的等勢面比A點(diǎn)的等勢面密，則B點(diǎn)的場強(qiáng)比A點(diǎn)的大，故A正確；A點(diǎn)的電勢為0，C點(diǎn)的電勢為－5 V, A點(diǎn)的電勢比C點(diǎn)的高，故B正確；A點(diǎn)的電勢與B點(diǎn)的電勢相等，將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力不做功，故C正確；C點(diǎn)的電勢小于零，負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢能大于零，故D錯(cuò)誤。 9．A、B為等量異種電荷，圖中水平虛線為A、B連線的中垂線?，F(xiàn)將另兩個(gè)等量異種試探電荷a、b用如圖所示絕緣桿連接后從離A、B無窮遠(yuǎn)處平移到A、B的連線上，平移過程中兩試探電荷位置始終關(guān)于中垂線對稱。若規(guī)定離A、B無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)、b運(yùn)動路徑上各點(diǎn)電勢不斷降低 B．a(chǎn)、b整體在AB連線處具有的電勢能為0 C．a(chǎn)、b兩個(gè)試探電荷一起移動過程中電勢能都增大 D．a(chǎn)、b兩個(gè)試探電荷一起移動過程受到的電場力始終大小相等方向相同 解析：選C　a和b在運(yùn)動過程中要克服電場力做功，電勢能都增加，a運(yùn)動路徑上各點(diǎn)電勢不斷升高，b運(yùn)動路徑上各點(diǎn)電勢不斷降低，故a、b兩試探電荷在運(yùn)動過程中電勢能都增大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；a、b兩個(gè)試探電荷在AB連線處受到的電場力大小相等、方向相反，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10．如圖所示，在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，粒子到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，設(shè)ab所在的電場線豎直向下，a、b間的高度差為h，則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(　　) A．帶電粒子帶負(fù)電 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab＝ C．b點(diǎn)場強(qiáng)大于a點(diǎn)場強(qiáng) D．a(chǎn)點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng) 解析：選D　帶電粒子由a到b的過程中，重力做正功，而動能沒有增加，說明靜電力做負(fù)功。根據(jù)動能定理有mgh－qUab＝0，解得a、b兩點(diǎn)間電勢差為Uab＝。因?yàn)閍點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢，Uab＞0，所以粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A、B的結(jié)論皆正確。帶電粒子由a運(yùn)動到b的過程中，在重力和靜電力共同作用下，先加速運(yùn)動后減速運(yùn)動，因?yàn)橹亓楹懔?，所以靜電力為變力，且靜電力越來越大，由此可見b點(diǎn)場強(qiáng)大于a點(diǎn)場強(qiáng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 11．如圖所示的勻強(qiáng)電場中，有a、b、c三點(diǎn)，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿電場方向，bc與電場方向成60角，一電荷量為q＝410－8 C的正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做的功為W1＝1.210－7 J。求： (1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E； (2)電荷從b點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做的功W2； (3)a、c兩點(diǎn)間的電勢差Uac。 解析：(1)根據(jù)題設(shè)條件有W1＝qEdab 所以E＝＝ N/C＝60 N/C。 (2)b、c兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離為dbccos 60，則 W2＝qEdbccos 60＝410－8600.12 J＝1.4410－7 J。 (3)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)電場力做的功W＝W1＋W2 又W＝qUac 故Uac＝＝V＝6.6 V。 答案：(1)60 N/C　(2)1.4410－7 J　(3)6.6 V 12.如圖所示，Q為固定的正點(diǎn)電荷，A、B兩點(diǎn)在Q的正上方和Q相距分別為h和0.25h，將一帶電小球從A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱恪Ｈ舸穗姾稍贏點(diǎn)處的加速度大小為g，試求： (1)此電荷在B點(diǎn)處的加速度； (2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差(用Q和h表示)。 解析：(1)這一小球必帶正電，設(shè)其電荷量為q， 由牛頓第二定律，在A點(diǎn)時(shí)，有mg－＝mg， 在B點(diǎn)時(shí)，有－mg＝maB， 解得aB＝3g，方向豎直向上。 (2)從A到B的過程中，由動能定理 mg(h－0.25h)＋qUAB＝0， 得UAB＝－。 答案：(1)3g　方向豎直向上　(2)－