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【成才之路】2016年春高中物理 第1章 静电场 5 电势差课时作业 新人教版选修3-1

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5 电势差 基础夯实 一、选择题(1~3 题为单选题,4、5 题为多选题) 1.(西安高新一中 2014~2015 学年高二检测)如图所示,在-Q 形成的电场中,有 a、b、 c 三点,它们到点电荷的距离为 ra<rb<rc,且 Uab=Ubc。则( ) A.a 点电势高于 c 点电势 B.a 点场强比 c 点场强大 C.同一负电荷放在 c 点比放在 a 点的电势能大 D.同一负电荷由 a 点移到 b 点,比由 b 点移到 c 点电场力做功多 答案:B 解析:由孤立负点电荷电场线和等势面的分布知 A 错、B 正确;因 φ c>φ a,同一负电荷 在电势低处电势能大,故 C 错;因 Uab=Ubc,据 W=qU 知 Wab=Wbc,D 错。 2.一个电荷量为 10-6C 的负电荷从电场中 A 点移到 B 点电场力要做功 2×10-6J,从 C 点移到 D 点要克服电场力做功 7×10-6J,若已知 C 点比 B 点电势高 3V,且 A、B、C、D 四点 在同一条电场线上,则下列图中正确的是( ) 答案:C 解析:由 UAB=WqAB=2-×1100--66V=-2V,则 φ A-φ B=-2V;UCD=WqCD=--7×101-06-6V=7V,则 φ C-φ D=7V;由题意得 φ C-φ B=3V,则 φ C>φ B>φ A>φ D,C 正确。 3.(湖北襄阳五中 2014~2015 学年高二上学期检测)如图所示,a、b 和 c 表示电场中的三个等势面,a 和 c 的电势分别为 φ 和15φ ,a、b 的电势差等 于 b、c 的电势差。一带电粒子从等势面 a 上某处以速度 v 释放后,仅受电场 力作用而运动,经过等势面 c 时的速率为 2v,则它经过等势面 b 时的速率为 () A. 2·v B. 52·v 1 C. 32·v D.1.5v 答案:B 解析:由动能定理知从 a 到 c;qUac=12m(4v2-v2)=1.5mv2=0.8qφ ,设该粒子经过等 势面 b 时的速率为 vb,则 qUab=12m(v2b-v2)=0.4qφ ,联立可得:vb= 52·v,B 正确。 4.(合肥一六八中学 2013~2014 学年高二上学期期中)一带电量为-3×10-9C 的电荷从 电场中的 a 点移至 b 点,电势能增加 6×10-8J,则( ) A.电场中的 a 点电势比 b 点高 B.电场中 a、b 两点的电势差 U=20V C.场强方向是由 a 点指向 b 点 D.电荷由 a 到 b,电场力做功 6×10-8J 答案:AB 解析:由负电荷从 a 点移到 b 点电势能增加,可知电场中 a 点电势高于 b 点,A 正确; 场强方向不一定由 a 指向 b,C 错;电势能增加了 6×10-8J,电场力做了-6×10-8J 的功, D 错;Uab=Wqab=20V,B 正确。 5.如图所示的匀强电场 E 的区域内,由 A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构 成一正方体空间,电场方向与面 ABCD 垂直,下列说法正确的是( ) A.AD 两点间电势差 UAD 与 AA′两点间电势差 UAA′相等 B.带正电的粒子从 A 点沿路径 A―→D―→D′移到 D′点,电场力做正功 C.带负电的粒子从 A 点沿路径 A―→D―→D′移到 D′点,电势能减小 D.带电粒子从 A 点移到 C′点,沿对角线 A―→C′与沿路径 A―→B―→B′―→C′电场 力做功相同 答案:BD 解析:在匀强电场中因 AD 垂直于电场线,则 φ A=φ D,UAD=0,而 UAA′≠0,故 A 错; 因 φ D>φ D′,则从 A―→D―→D′移动正电荷电场力做正功,B 对;从 A―→D―→D′移动负 电荷电场力做负功,电势能增加,C 错;电场力做功与路径无关只与两点间电势差有关,故 D 对。 二、非选择题 2 6.闪电是云层与云层或云层与高大建筑物间放电所致,在放电过程中将释放大量能量。 2015 年 8 月 10 日,广州海珠湖公园一木屋被雷电击中,三人受伤。据有关专家估算雷击时 释放能量约为 3.2×106J,假若从云层移向木屋的电量为 32C,则云层与木屋间电势差为 ________V,相当于释放电子________个。 答案:1×105;2×1020 解析:雷击时释放能量约 3.2×106J,故电场力做功 W=3.2×106J,U=Wq=3.23×2 106V= 1×105V,相当于释放的电子数:n=qe=1.6×3210-19=2×1020(个)。 7.如图甲所示,A、B 是一条电场线上的两点,t=0 时刻从 A 点释放一初速度为零的电 子,电子仅在电场力作用下,沿直线从 A 运动到 B,其速度随时间变化的规律如图乙所示。 t=2s 时到达 B 点,速度大小为 10m/s。已知电子质量为 m,电荷量大小为 e。求: (1)A 点场强的大小和方向; (2)A、B 间的电势差 UAB。 答案:(1)E=5em 沿 BA 方向 (2)UAB=-5e0m 解析:(1)由图象知电子做匀加速运动,加速度为 a=ΔΔ tv=5m/s2, 由 eE=ma,得:E=5em。 场强沿 BA 方向。 (2)从 A 到 B 有:-eUAB=12mv2, 得:UAB=-5e0m 能力提升 一、选择题(1~3 题为单选题,4、5 题为多选题) 1.(内蒙古巴彦淖尔一中 2014~2015 学年高二上学期期中)如图所 示,a、b、c 三条虚线为电场中的等势面,等势面 b 的电势为零,且相邻 两个等势面间的电势差相等,一个带正电的粒子在 A 时的动能为 10J,在 电场力作用下从 A 运动到 B 速度为零,当这个粒子的动能为 6J 时,其电 3 势能为( ) A.14J B.4J C.0 D.-1J 答案:D 解析:相邻两个等势面间的电势差相等 Uab=Ubc,所以 qUab=qUbc,即: Wab=Wbc



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