【物理】2020届一轮复习人教版 电势差 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 电势差 课时作业

2020 届一轮复习人教版 电势差 课时作业 一、选择题 考点一 对电势差的理解 1．对于电场中 A、B 两点，下列说法中正确的是( ) A．电势差的定义式 UAB＝WAB q ，说明两点间的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 成正比，与移动电荷的电荷量 q 成 反比 B．A、B 两点间的电势差 UAB 与移动电荷的电荷量 q 无关 C．把负电荷从 A 点移到 B 点电场力做正功，则有 UAB＞0 D．电场中 A、B 两点间的电势差 UAB 等于把正电荷 q 从 A 点移动到 B 点时静电力做的功 答案 B 解析 根据电势差的定义，电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时静电力所做的 功，仅由电场及两点的位置决定，与移动电荷的电荷量及做功的多少无关，故 B 正确． 2．(多选)下列关于电场的描述，正确的是( ) A．电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关 B．电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关 C．某点的电场强度大，则电势一定高 D．同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要静电力做的功相同，那么两点间的电势差一定相同 答案 AD 考点二 电势差与电场力做功的计算 3．图 1 中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面．一个电荷量为－5.0×10－8 C 的点电荷，沿图中曲线 从 A 点移到 B 点，电场力做的功为( ) 图 1 A．－5.0×10－7 J B．5.0×10－7 J C．－3.5×10－6 J D．3.5×10－6 J 答案 B 解析 UAB＝φA－φB＝－10 V， WAB＝qUAB＝5.0×10－7 J，B 正确． 4．在电场中将一带电荷量 q＝－1×10－9 C 的负电荷从 B 点移至 A 点时，克服电场力做功 2× 10－6 J，将该电荷从 A 点移至 C 点，则需克服电场力做功 3×10－6 J，则 BC 间的电势差大小为( ) A．5 000 V B．3 000 V C．2 000 V D．1 000 V 答案 A 解析 电荷由 B 移到 C，电场力做功为 WBC＝WBA＋WAC＝－2×10－6 J－3×10－6 J＝－5×10－6 J 由 U＝W q 得：UBC＝WBC q ＝－5×10－6 －1×10－9 V＝5 000 V 所以 BC 间的电势差大小为 5 000 V. 5．(2018·厦门一中高三月考)电场中有 A、B 两点，一个点电荷在 A 点的电势能为 1.2×10－8 J，在 B 点 的电势能为 8.0×10－9 J．已知 A、B 两点在同一条电场线上，如图 2 所示，该点电荷的电荷量大小为 1.0 ×10－9 C，那么( ) 图 2 A．该点电荷为负电荷 B．该点电荷为正电荷 C．A、B 两点间的电势差 UAB＝4.0 V D．把该点电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功为 WAB＝4.0 J 答案 A 解析 点电荷在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能，从 A 点移到 B 点电场力做正功，所以该点电荷一定为 负电荷，且 WAB＝EpA－EpB＝4.0×10－9 J，故选项 A 正确，B、D 错误；UAB＝WAB q ＝－4.0 V，故选项 C 错误． 6．(多选)如图 3 所示，在 a 点由静止释放一个质量为 m、电荷量大小为 q 的带电粒子，粒子到达 b 点时速 度恰好为零，设 a、b 所在的电场线竖直向下，a、b 间的高度差为 h，则( ) 图 3 A．带电粒子带负电 B．a、b 两点间的电势差 Uab＝mgh q C．b 点场强大于 a 点场强 D．a 点场强大于 b 点场强 答案 ABC 考点三 等势面、电势差与电场力的功 7.(2018·清华附中高三检测)在如图 4 所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从 A 点分别移到 B、C、 D、E 点(此四点在以场源电荷为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是( ) 图 4 A．从 A 到 B 电场力做功最多 B．从 A 到 E 电场力做功最多 C．电场力做功一样多 D．A 点比 D 点电势高 答案 C 解析 B、C、D、E 在同一等势面上，所以 UAB＝UAC＝UAD＝UAE，由 W＝qU 知做功一样多，A、B 错误，C 正确； 在－Q 的电场中，D 点比 A 点离场源电荷远，所以 D 点的电势比 A 点高，D 错误． 8.(多选)如图 5 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分别为 ra、rb、rc 且 raφa，同一负电荷在电势低处电势能大，C 错误；因 Uab＝Ubc，所以 Wab＝Wbc，D 正确． 9．(2017·泰州中学期中)如图 6 所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a、b、 c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且 a 与 c 关于 MN 对称，b 点位于 MN 上，d 点位于两电荷的连线上， 以下判断正确的是( ) 图 6 A．b 点场强大于 d 点场强 B．b 点电势高于 d 点电势 C．试探电荷＋q 在 a 点的电势能小于在 c 点的电势能 D．a、b 两点的电势差等于 b、c 两点间的电势差 答案 D 解析 在两等量异种电荷的连线上，中间点电场强度最小；在两等量异种电荷连线的中垂线上，中间点电 场强度最大，所以 b 点场强小于 d 点场强，A 错误；等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，与在两等 量异种电荷连线上的点相比较，d 点的电势要高，所以 d 点电势高于 b 点电势，B 错误；因 a 点的电势高 于 c 点的电势，故试探电荷＋q 在 a 点的电势能大于在 c 点的电势能，C 错误；由对称性可知，a、b 两点 的电势差等于 b、c 两点间的电势差，D 正确． 10.(2018·张家口市期末)如图 7 所示，A、B、C 是点电荷 Q 形成的电场中的点，BC 是以 O 为圆心的一段 圆弧．UAB＝＋5 V，正电荷 q 沿 A→B→C 移动，则( ) 图 7 A．点电荷 Q 带正电 B．沿 BC 运动时电场力做正功 C．B 点的电场强度与 C 点的相同 D．q 在 A 点时具有的电势能比在 C 点时的大 答案 D 解析 根据 A、B 两点的电势差为＋5 V，可知电场方向沿 AB 方向，可知 Q 为负电荷，故 A 错误；BC 为等 势面，故沿 BC 运动时电场力不做功，故 B 错误；根据点电荷的电场强度公式 E＝kQ r2 ，可知 B、C 两点的电 场强度大小相等，但方向不同，故 C 错误；根据 A、B 两点的电势差为＋5 V，且 q 为正电荷，故在 A 点时 具有的电势能比在 B 点时的大，而 B、C 电势相等，则在 A 点时具有的电势能比在 C 点时的大，故 D 正确． 11.(2018·昆明市校级联考)如图 8 所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一电子在 该电场中运动，实线表示该电子的运动轨迹，电子在 a 点的动能等于 28 eV，运动到 b 点时的动能等于 4 eV， 若取 c 点为零电势点，当这个电子的电势能等于－6 eV 时，它的动能等于( ) 图 8 A．16 eV B．18 eV C．6 eV D．8 eV 答案 B 解析 电子自 a 点运动到 b 时，电场力做负功：Wab＝－eUab＝4 eV－28 eV＝－24 eV，得 Uab＝24 V 由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：Uab＝－3Ubc，Ubc＝－8 V 从 b 到 c 电场力做正功，Wbc＝－eUbc 根据动能定理有：Wbc＝Ekc－Ekb 联立得 Ekc＝12 eV. 由于只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变，故在 c 点：E＝Epc＋Ekc＝12 eV 即电势能和动能之和为 12 eV，因此当电势能等于－6 eV 时动能为 18 eV，故 A、C、D 错误，B 正确． 二、非选择题 12.如图 9 所示，三条曲线表示三条等势线，其电势φC＝0，φA＝φB＝10 V，φD＝－30 V，将电荷量为 q ＝1.2×10－6 C 的正电荷在该电场中移动． 图 9 (1)把这个电荷从 C 移到 D，静电力做功多少？ (2)把这个电荷从 D 移到 B 再移到 A，电势能变化多少？ 答案 (1)3.6×10－5 J (2)增加了 4.8×10－5 J 解析 (1)UCD＝φC－φD＝30 V WCD＝qUCD＝1.2×10－6×30 J＝3.6×10－5 J. (2)UDA＝φD－φA＝－30 V－10 V＝－40 V WDA＝qUDA＝1.2×10－6×(－40) J＝－4.8×10－5 J 所以电势能增加了 4.8×10－5 J. 13．如图 10 所示，匀强电场中 A、B、C 三点构成一个直角三角形，把电荷量 q＝－2×10－10 C 的点电荷由 A 点移到 B 点，静电力做功 4.8×10－8 J，再由 B 点移到 C 点，电荷克服静电力做功 4.8×10－8 J，取 B 点 的电势为零，求： 13．如图 10 所示，匀强电场中 A、B、C 三点构成一个直角三角形，把电荷量 q＝－2×10－10 C 的点电荷由 A 点移到 B 点，静电力做功 4.8×10－8 J，再由 B 点移到 C 点，电荷克服静电力做功 4.8×10－8 J，取 B 点 的电势为零，求： 图 10 (1)A、C 两点的电势； (2)作出过 B 点的一条电场线． 答案 (1)φA＝－240 V φC＝－240 V (2)见解析图 解析 (1)把电荷从 A 点移到 B 点，UAB＝WAB q ＝4.8×10－8 －2×10－10 V＝－240 V 即φA－φB＝φA＝－240 V. 把电荷从 B 点移到 C 点，UBC＝WBC q ＝－4.8×10－8 －2×10－10 V＝240 V， 即φB－φC＝－φC＝240 V. 所以φC＝－240 V. (2)因φA＝φC，所以直线 AC 为匀强电场中的一条等势线，由电场线与等势线垂直且由较高等势线指 向较低等势线，电场线过 B 垂直于 AC 指向左上.