2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业：课时6　电势差 Word版含解析

2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业：课时6　电势差 Word版含解析

一、单项选择题(每小题6分，共42分)‎ ‎1．电场中两点间电势差U＝W/q的意义是(　A　)‎ A．它是由两点的位置决定的，与移动的电荷的种类和数量无关 B．电势差与电场力做功成正比，与被移动的电荷量成反比 C．电势差的大小等于移动单位电荷时电场力所做的功 D．电场中两点间没有电荷移动，则电势差为零 解析：电场中两点间电势差由两点在电场中的位置决定，可以用U＝来定义，但与移动的电荷的种类、数量以及是否移动电荷均无关，所以A选项正确，而B、D错误；从物理意义上讲，电势差的大小等于移动单位正电荷时电场力所做的功，C选项没有说明是正负电荷，故错误．‎ ‎2．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0.80×10－8 J．已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10－‎9 C，那么(　A　)‎ A．该电荷为负电荷 B．该电荷为正电荷 C．A、B两点的电势差UAB＝4.0 V D．把电荷从A移到B，电场力做功为W＝4.0 J 解析：A点的电势能大于B点的电势能，从A到B电场力做正功，所以该电荷一定为负电荷，且WAB＝EpA－EpB＝1.2×10－8 J－0.80×10－8 J＝0.40×10－8 J，故A项正确，D项错误；UAB＝＝－ V＝－4.0 V，所以C选项错误．正确答案为A.‎ ‎3．在静电场中，将一正电荷从a点移到b 点，电场力做了负功，则(　C　)‎ A．b点的电场强度一定比a点大 B．电场线方向一定从b指向a C．b点的电势一定比a点高 D．该电荷的动能一定减小 解析：由于正电荷从a点移到b点，电场力做负功，W＝q(φa－φb)＜0，可知φa＜φb，选项C正确；而b点的电场强度不一定比a点大，A错误；电场线的方向也不一定从b指向a，B错误；由于未知是否还有其他力做功，所以不能判断动能的变化，D错误．‎ ‎4.右图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为3.0 J，电场力做的功为2.0 J．则下列说法正确的是(　D　)‎ A．粒子带负电 B．粒子在A点的电势能比在B点少2.0 J C．粒子在A点的机械能比在B点少1.0 J D．粒子在A点的动能比在B点多1.0 J 解析：带电粒子从A点运动到B点，电场力做正功，电场力竖直向上，粒子带正电，故A项错．电场力做功2.0 J，粒子电势能减少2.0 J，机械能增加2.0 J，故B、C项错．合外力做功为－1.0 J，粒子动能减少1.0 J，故D项正确．‎ ‎5．图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面．一个电量为－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(　B　)‎ A．－5.0×10－7 J　　　　　 B．5.0×10－7 J C．－3.5×10－6 J D．3.5×10－6 J 解析：UAB＝φA－φB＝－10 V，WAB＝qUAB＝5.0×10－7 J，B正确．‎ ‎6.一电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一初速度从图中A点沿图示方向进入电场，若粒子只受电场力作用，则从A点开始(　C　)‎ A．无论正负，粒子总是做直线运动 B．无论正负，粒子的电势能总是先变大 C．无论正负，粒子的电势能总是先变小 D．粒子的电势能的变化与粒子所带电的电性有关 解析：根据电场线与等势线垂直且指向低电势处，可知在A点电场线方向应与速度v垂直，则粒子所受的电场力与速度v也垂直，粒子做曲线运动，故A错误．无论正负，电场力做正功，粒子的电势能总是先变小，故B、D错误，C正确．‎ ‎7．如图所示，有一半圆弧光滑轨道，半径为R，在与圆心等高的位置静止放置一个带正电的小球A，其质量为m，MN之间有一方向水平向左的匀强电场，让小球A自由滚下进入匀强电场区域，水平面也是光滑的，下列说法正确的是(　B　)‎ A．小球一定能穿过MN区域继续运动 B．如果小球没有穿过MN区域，小球一定能回到出发点 C．如果小球没有穿过MN区域，只要电场强度足够大，小球可以到达P点，且到达P点速度大于等于gR D．如果小球一定能穿过MN区域，电场力做的功为－mgR 解析：小球带正电，进入电场后做减速运动，如果小球达到N点还没有减速到零，说明小球穿过了MN区域，如果小球还没有到N点就减速到零，说明小球不能穿过MN区域，A项错．如果小球没有穿过MN区域，根据能量守恒定律，小球能回到出发点，且速度为零，B项对，C项错．如果小球一定能穿过MN区域，根据动能定理，电场力做的功与重力做的总功之和等于动能的变化，由于不知道小球在N点的速度是否为0，所以无法确定电场力做的功，D项错．‎ 二、多项选择题(每小题8分，共24分)‎ ‎8．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10－‎6 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10－5 J，已知A点的电势为－10 V，则以下判断正确的是(　AC　)‎ A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示 B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示 C．B点电势为零 D．B点电势为－20 V 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所示，A正确，B错误；由WAB＝UAB·q＝－10－5 J，可得：UAB＝－10 V，由UAB＝φA－φB，可得φB＝φA－UAB＝0 V，故C正确，D错误．‎ ‎9.一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中φa<φb<φc<φd，若不计粒子受的重力，可以确定(　BD　)‎ A．该粒子带正电 B．该粒子带负电 C．从J到K粒子的电势能增加 D．粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变 解析：题中已知电场中的一簇等势面，并且知道各等势面电势的高低，可知电场线与等势面垂直，且指向左．由粒子运动的轨迹知，粒子所受电场力的方向与电场线方向相反，所以粒子带负电，A错，B对；粒子从J到K运动过程中，电场力做正功，所以电势能减小，C错；只有电场力做功，动能与电势能之和保持不变，D对．‎ ‎10．如图所示，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(　BC　)‎ A．b点场强大于d点场强 B．b点场强小于d点场强 C．a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差 D．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能 解析：本题考查点电荷的场强和电势分布规律及移动电荷电场力做功与电势能的关系，意在考查考生对等量异种点电荷电场的熟 悉程度及电场力做功与电势能变化的掌握．两点电荷连线上的中点是连线上场强最小的点同时也是中垂线上场强最大的点，所以d点场强大于b点场强，B选项正确，A选项错；根据电场线分布的对称性，可知C选项正确；正试探电荷在电势高的地方电势能大，D选项错．‎ 三、非选择题(共34分)‎ ‎11．(16分)如图所示是一匀强电场，已知场强E＝2×102 N/C，现让一个带电荷量q＝－4×10－‎8 C的电荷沿电场方向从M点移到N点，M、N间的距离x＝‎30 cm.试求：‎ ‎(1)电荷从M点移到N点电势能的变化；‎ ‎(2)M、N两点间的电势差．‎ 答案：(1)电势能增加了2.4×10－6 J　(2)60 V 解析：(1)负电荷从M点移到N点时，所受电场力的方向与场强方向相反，故电场力做负功为WMN＝qEx＝－4×10－8×2×102×0.3 J＝－2.4×10－6 J.‎ 因电场力做负功，电荷的电势能增加，增加的电势能等于电荷克服电场力做的功，所以电荷电势能增加了2.4×10－6 J.‎ ‎(2)M、N两点间的电势差 UMN＝＝ V＝60 V.‎ ‎12．(18分)如图所示，质量为m，带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中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：‎ ‎(1)小球沿竖直方向做什么运动？B点的竖直高度h为多大？‎ ‎(2)A、B两点间电势差为多大？‎ 答案：(1)匀减速直线运动　　(2) 解析：(1)粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有2gh＝v所以h＝.‎ ‎(2)由A到B过程中，静电力做正功，重力做负功，使粒子的动能由mv变为2mv，则根据动能定理得qUAB－mgh＝2mv－mv，‎ 解得UAB＝.‎