人教版物理选修3-1习题：第1章 5 电势差

人教版物理选修3-1习题：第1章 5 电势差

www.ks5u.com 第一章　5‎ ‎[练案5]‎ ‎ 基础夯实 ‎ 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)‎ ‎1．(2019·上海市金山中学高二上学期期中)关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是(　B　)‎ A．电势差是矢量，电场力做的功是标量 B．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零 C．在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大 D．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零 解析：电势差是标量，电场力做功也是标量。故A错误。根据UAB＝知，在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零。故B正确。两点间的电势差与移动的电荷量无关，由电场本身决定。故C错误。根据UAB＝知，电场力做正功，电势差不一定大于零，若电荷带负电，电势差小于零。故D错误。‎ ‎2．如图所示，正点电荷电场中有A、B两点，将一电荷量为q＝＋3.2×10－19 C的试探电荷从电场中的A点移至B点，电场力做功为W＝6.4×10－20 J，则A、B两点间的电势差U等于(　B　)‎ A．0.5 V　　　 B．0.2 V C．5 V D．2 V 解析：UAB＝＝ V＝0.2 V，所以选项A、C、D错误，选项B正确。‎ ‎3．(2019·广东实验中学高二上学期期中)在电场中A、B两点间的电势差为UAB＝75 V，B、C两点间的电势差为UBC＝－200 V，则A、B、C三点电势高低关系为(　C　)‎ A．φA＞φB＞φC　　 B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA 解析：由题意，UAB＝φA－φB＝75 V，则得：φA＞φB；‎ UBC＝φB－φC＝－200 V，则得：φB＜φC；‎ 又UAC＝UAB＋UBC＝(75－200) V＝－125 V，‎ 则得：φA＜φC；‎ 故有：φC＞φA＞φB；故A、B、D错误，C正确。故选C。‎ ‎4．(2019·陕西西工大附中高二上学期月考)如图所示，B、C、D三点都在以点电荷＋Q为圆心的某同心圆弧上，将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做功大小比较(　CD　)‎ A．WAB>WAC B．WAD>WAB C．WAC＝WAD D．WAB＝WAC 解析：点电荷的等势面为同心球面，故B、C、D三点位于同一等势面上，故UAB＝UAC＝UAD，将同一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点，由功的计算公式W＝qU可得电场力做功相同，故选C、D。‎ ‎5．(2019·云南省永善一中高二上学期期末)如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－2 C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了0.1 J，已知A点的电势为－10 V，则(　ABC　)‎ A．B点的电势为0 V B．电场线方向从右向左 C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2‎ 解析：因微粒仅受电场力作用，且由A点到B点时动能减少，故电场力做负功，电场力的方向水平向左，轨迹应为虚线1；由WAB＝UAB·q＝－0.1 J，可得：UAB＝－10 V，由UAB＝φA－φB，可得φB＝φA－UAB＝0 V，综上所述选项A、B、C正确。‎ 二、非选择题 ‎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3.2×106 J，假若从云层移向木屋的电量为32 C，则云层与木屋间电势差为__1×105__ V，相当于释放电子__2×1020__个。‎ 解析：雷击时释放能量约3.2×106 J，故电场力做功W＝3.2×106 J，U＝＝ V＝1×105 V，相当于释放的电子数：n＝＝＝2×1020(个)。‎ ‎7．如图所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC的中点。现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度恰好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：‎ ‎(1)小球运动到B点时的加速度大小；‎ ‎(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)。‎ 答案：(1)　(2)k 解析：(1)对带电小球进行受力分析，带电小球在A点时有mgsin30°－k＝maA，带电小球在B点时有－mgsin30°＝maB，且aA＝，联立以上各式可解得aB＝。‎ ‎(2)由A点到B点应用动能定理得mgsin30°·－UBA·q＝0。由mgsin30°－k＝maA可得mg＝k，解得UBA＝。‎ ‎ 能力提升 ‎ 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)‎ ‎1．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10 J，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6 J时，其电势能为(　D　)‎ A．14 J B．4 J C．0 D．－1 J 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＝WAB 而：WAB＝0－EkA＝－10 J 所以，粒子在等势面b上时的动能 EKb＝5 J 从而可以知道粒子在电场中的总能量值为5 J。‎ 当这个粒子的动能为6 J时，EP＝E－EK＝(5－6) J＝－1 J。所以选项ABC都错误，选项D正确。‎ ‎2．如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB＝2v0，方向与电场的方向一致，则A，B两点的电势差为(　C　)‎ A． B． C． D． 解析：粒子从A到B，根据动能定理得：‎ qUAB－mgh＝mv－mv 因为vB＝2v0，‎ 若只考虑粒子在竖直方向，只受到重力，由运动学公式知v＝2gh 由以上三式，则有UAB＝，故选C。‎ ‎3．(2019·北京师大附属实验中学高二上学期期中)如图所示，a、b、c表示某点电荷产生的电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa＝U，φb＝，φc＝。一带电粒子(所受重力不计)从等势面a上某点由静止释放后，经过等势面b时速率为v，则它经过等势面c时的速率为(　C　)‎ A．v B．v C．2v　　　　 D．4v 解析：带电粒子在运动过程中，只有电场力对粒子做功，根据动能定理得：‎ a→b过程，有：qUab＝mv2；据题得：Uab＝φa－φb＝U－＝ 联立得：q· ＝mv2 ①‎ a→c过程，有：qUac＝mv；‎ 据题得：Uac＝φa－φc＝U－＝。‎ 联立得：q·＝mv ②‎ 由①②可得：vc＝2v故选C。‎ ‎4．(2019·浙江省绍兴一中高二上学期期中)空间某区域竖直平面内存在电场，电场线分布如图所示。一个质量为m、电量为q，电性未知的小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水平向右，运动至B点时的速度大小为v2。若A、B两点之间的高度差为h，则以下判断中正确的是(　BC　)‎ A．A、B两点的电场强度和电势大小关系为EA＞EB、φA＜φB B．若v1＞v2，则电场力一定做负功 C．A、B两点间的电势差为(v－v－2gh)‎ D．小球从A运动到B点的过程中电场力做的功为mv－mv 解析：由电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，可知，EA＜EB。由顺着电场线的方向电势逐渐降低，可知，φA＞φB。故A错误。在小球运动的过程中，由动能定理得 mgh＋qU＝mv－mv，若v1＞v2，可知电场力做功W＝qU一定为负，故B正确。由上式得，A、B两点间的电势差U＝(v－v－2gh)，故C正确；电场力做功为W＝qU＝mv－mv－mgh。故D错误。‎ ‎5．(多选)(2019·安徽省定远重点中学高二上学期月考)如图甲所示，一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷。一光滑细杆从圆心垂直圆环平面穿过圆环，杆上套有带正电的小球，现使小球从a点由静止释放，并开始计时，后经过b、c两点，运动过程中的v－t图如图乙所示。下列说法正确的是(　ACD　)‎ A．带电圆环在圆心处产生的场强为零 B．a点场强大于b点场强 C．电势差Uab

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