物理必修 第三册2 电势差课时作业

这是一份物理必修 第三册2 电势差课时作业，共18页。试卷主要包含了解答题，单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。
10.2 电势差 同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________  一、解答题1．把一带电荷量为q＝－3×10－6 C的点电荷从电场中的A点移动B点，电荷克服电场力做功为6×10－4 J，从B点移到C点，电场力对点电荷做功为9×10－4 J．求：(1)A、C两点的电势差；(2)把Q＝4×10－6 C的点电荷从A点移动到B点，电场力对电荷做的功．    2．为了使带负电的点电荷在一匀强电场中沿直线由A点匀速运动到点，必须对该电荷施加一个恒力。如图所示，若，A点电势。（不计电荷所受到的重力）(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过两点的等势线。(2)求由A点运动到点的过程中电势能的改变量及点的电势。   3．有一个带电量q = −3.0×10−6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6.0×10−4J，从B点移到C点时，电场力做功9.0×10−4J。试问：(1)A、B、C三点之间的电势差UAB、UBC和UCA各是多少；(2)若规定B点电势为零，则A、C两点的电势A和C各是多少。该电荷在A、C两点的电势能EpA和EpC分别又是多少。    二、单选题4．关于和WAB=qUAB的理解，正确的是（　　）A．电场中的A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比B．在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力做的功WAB和电量q成正比C．UAB与q、WAB无关，但不移动电荷UAB即为零D．WAB与q、UAB无关，但与电荷移动的路径有关5．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(　　)A．φA>φB>φCB．φA <φC <φB C．φC >φA>φB D．φC >φB >φA6．如图所示，在处于点的点电荷形成的电场中，试探电荷由点移到点静电力做的功为；以为半径画弧交于，再把试探电荷由点移到点静电力做的功为；把试探电荷由点移到点静电力做的功为。则三次静电力做功的大小关系为（　　）A． B．C． D．7．如图所示，是电场线上的两点，将一点电荷从点移到点，静电力做功，且知间的距离为，下列说法中正确的是（　　）A．由公式可得，两点间的电势差为B．由公式可得，点的电场强度为C．由公式可得，点的电场强度为D．点的电势为8．一个带正电的质点，电荷量q=2.0×10﹣9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除静电力外，其他力做的功为2.0×10﹣5 J，质点的动能增加了8.0×10﹣5 J，则a、b两点间的电势差为（ 　）A．3.0×104 V B．1.0×104 V C．4.0×104 V D．7.0×104 V9．点电荷周围的电场线如图所示，是电场中的三点，虚线是以点电荷为圆心的圆周。以下判断正确的是（　　）A．是正电荷，A点的电场强度等于点的电场强度B．是正电荷，A点的电势等于点的电势C．是负电荷，A点的电势高于点的电势D．是负电荷，A点的电势低于点的电势10．一电场的电场线分布如图所示，电场中有A、B、C三点，且AB=BC，则下列关系中正确的是（　　）
 A．电场强度大小关系为EA=EC>EBB．电势C．将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功D．将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电势能先增大再减小11．如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等．一个正电荷在等势面L3处的动能为20 J，运动到等势面L1处时动能为零；现取L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4 J时，它的动能为(不计重力及空气阻力)（   ）A．16 JB．10 JC．6 JD．4 J12．为等量异种电荷，图中水平虚线为连线的中垂线。现将另两个等量异种试探电荷用如图所示绝缘杆连接后从离无穷远处平移到的连线处，平移过程中两试探电荷位置始终关于中垂线对称。若规定离无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（　　）A．运动路径上各点电势不断降低B．整体在连线处具有的电势能为0C．两个试探电荷一起移动过程中电势能都增大D．两个试探电荷一起移动过程受到的电场力始终大小相等，方向相同13．图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（　　）A．M带负电荷，N带正电荷B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零14．如图所示，地面上某个空间区域存在这样的电场，水平虚线上方的场强为E1，方向竖直向下的匀强电场；虚线下方为场强E2、方向竖直向上的匀强电场．一个质量m，带电+q的小球从上方电场的A点由静止释放，结果刚好到达下方电场中与A关于虚线对称的B点，则下列结论正确的是（   ）A．若A、B高度差为h，则B．带电小球在A、B两点电势能相等C．在虚线上下方的电场中，带电小球运动的加速度相同D．若，则两电场强度大小关系满足E2=2E115．如图所示，真空中有两个点电荷和，都固定在坐标轴上，其中位于处，位于处。在轴上（　　）A．电场强度为0的点有两处B．在区域，电势沿轴正方向降低C．质子从运动到处，电势能升高D．在和的区域，电场强度沿轴正方向向右 三、多选题16．光滑水平绝缘的面上固定着两个等量的正电荷，其连线在水平面内的中垂线上有三点，如图甲所示，一个质量为、带电荷量为的小物块自点由静止释放，其向点方向运动的图像如图乙所示，乙图中的对应的时刻为甲图中过点的时刻，其中点为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线），则以下分析正确的是（　　）A．由点到点，电势先升高后降低B．由点到点电场力一直对小物块做正功C．点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度大小约为D．两点间的电势差为17．如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种电荷，a、b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于a等势线上，f点位于c等势线上，df平行于MN．以下说法正确的是（     ）A．d点的电势高于f点的电势B．d点的电势与e点的电势相等C．若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点，则电场力先做正功、后做负功D．若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加18．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下运动经该电场时，恰能沿图中的实线从A点运动到C点，则下列判断正确的是（　　）A．粒子一定带负电B．粒子在A点的电势能大于在C点的电势能C．A点的电场强度大于C点的电场强度D．粒子从A点到B点电场力所做的功等于从B点到C点电场力所做的功19．如上图所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷，现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相同的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，以下判断正确的是（　　） A．两粒子带同种电荷 B．两粒子带异种电荷C．到达M、N时两粒子速率仍相等 D．到达M、N时两粒子速率不相等20．如图所示，平行直线表示电场线，但未标明方向，带电量为＋10－2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1 J，若A点电势为－10 V，则（  ）A．B点的电势为0 VB．电场线方向从右向左C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1D．微粒的运动轨迹可能是轨迹221．下列说法正确的是（　　）A．两点的电势差等于将正电荷从A点移到点时静电力所做的功B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以22．如图所示，A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C同在以O为圆心的圆周（用虚线表示）上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细上，在O点固定放置一带负电的小球．现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b，先将小球a穿在细杆上，让其从A点由静止开始沿杆下滑，后使小球b从A点由静止开始沿竖直方向下落．两带电小球均可视为点电荷，则下列说法中正确的是：（    ）A．从A点到C点，小球a做匀加速运动B．小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能C．从A点到C点，小球a的机械能先增加后减小，但机械能与电势能之和不变D．从A点到C点电场力对小球a做的功大于从A点到B点电场力对小球b做的功 
参考答案1．（1）（2）【详解】（1）负电荷从A移到B点的过程，电荷克服电场力做功，可见负电荷从电势高处移至电势低处．即φA＞φB，AB间的电势差为：负电荷从B移至C，电场力做正功，可见负电荷从电势低处移至电势高处，即φC＞φB，BC间的电势差：根据UAC=UAB+UBC，A C两点的电势差为：UAC= -100V（2）把q=4×10-6C的点电荷从A点移到B点，电场力对电荷做功为：W=q′UAB=4×10-6×200J=8×10-4J2．(1) ；(2)；【详解】(1)负电荷由A点匀速运动到点，说明负电荷受到的静电力与力大小相等，方向相反，故电场线方向与力方向相同，等势线垂直于该点处的电场线。如图所示(2)负电荷由A点运动到点的过程中，静电力所做的功为根据功能关系可知，电势能将增加。根据得，点电势为3．(1)，，；(2)，，，【详解】(1)由电势差和电场力做功关系可知(2)因为B点电势为0根据得，根据电势电势能关系得4．B【分析】电场中的A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q和电场力做功无关．电场中A、B两点间的电势差是一定的，在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电量q成正比．【详解】A、C电势差公式 是比值定义法，电场中的A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q和电场力做功均无关．故AC错误，B、电场中A、B两点间的电势差是一定的，在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电量q成正比．故B正确．D、由公式WAB=qUAB可知，WAB与q、UAB都有关，与电荷移动的路径无关．故D错误．故选B．【点睛】本题要抓住电势差是反映电场本身性质的物理量，与试探电荷无关，可抓住比值定义的共性理解电势差的定义式．5．C【详解】由题意，UAB=φA-φB=75V，则得：φA＞φB；UBC=φB-φC=-200V，则得：φB＜φC；又UAC=UAB+UBC=（75-200）V=-125V，则得：φA＜φC；故有：φC＞φA＞φB；故ABD错误，C正确．6．C【详解】在点电荷+Q的电场中，由于A、C两点在同一等势面上，则试探电荷q由A点移到C点电场力做功为零，即W2=0；根据W1=qUAB，W2=qUAC，W3=qUCB且有UAB=UAC+UCB可知即有故选C。7．A【详解】A．电荷q从A点移动到B点，静电力做功W，A、B间的电势差，故A正确；BC．公式只适应用于匀强电场，由于不知该电场是不是匀强电场，因此A、B两点的电场强度不一定是，故BC错误；D．电场中各点电势与零电势点的选择有关，由于没有确定零电势点，无法求出A点电势，故D错误；故选A。8．A【详解】质点在电场中移动，根据动能定理有：得a、b两点间的电势差故选A．9．B【详解】根据电场线是发射型的可知Q为正电荷，同一圆周上各点电势相同，则 ，离点电荷越近的场强越强，则有 ，所以B正确；ACD错误；故选B。10．D【详解】A．由电场线分布可知EA=EC<EB，A错误；B．根据等势面与电场线垂直，以及电场的对称性作出等势面，可知A、C在同一等势面上，B点电势高于A、C点电势，B错误；C．故，，将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做正功再做负功，C错误；D．将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先增大再减小，D正确。故选D。11．C【详解】根据动能定理得知从L3到L1处电场力做的功故电势能增加20J．取L2为零势面，则L1处电势能为10J，L3处电势能为-10J，故可知电荷在L3处的电势能和动能之和为10J，在运动的过程中，只有电场力做功，所以电荷的电势能与动能之和保持不变，所以电荷的电势能为4J时，它的动能为6J。综上分析，C正确。故选C。12．C【详解】A．根据等量异种电荷所电场线及等势面的分布图如图所示，则有a运动路径上各点电势不断升高，b运动路径上各点电势不断降低，所以A错误；B．根据正电荷在电势越高的点电势能越大，负电荷在电势越低的点电势能越高，整体在连线处具有的电势能不为0，整体电势能最大，所以B错误；C．根据正电荷在电势越高的点电势能越大，负电荷在电势越低的点电势能越高，两个试探电荷一起移动过程中电势能都增大，所以C正确；D．两个试探电荷一起移动过程受到的电场力始终大小相等，方向不同，所以D错误；故选C。13．D【详解】A．由于O点电势高于c点．电场强度方向向下，根据MN粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上，M受到的电场力向下，N带负电，M带正电，A错误；B．根据题意可知，而且电场力都做的是正功，而且电荷和质量大小相等，根据动能定理得，N在a点的速度与M在c点的速度大小不等，B错误；C．N在从O点运动至a点的过程中受到的电场力向上，轨迹运动方向也向上，故电场力做正功，C错误D．图中的虚线为等势线，即O点和b点的电势相等，所以M点从O点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零，D正确。故选D。14．D【详解】AB．对A到B的过程运用动能定理得qUAB+mgh=0解得：，知A、B的电势不等，则电势能不等，AB错误；C．A到虚线速度由零加速至v，虚线到B速度v减为零，位移相同，根据匀变速运动的推论知，时间相同，则加速度大小相等，方向相反，C错误；D．在上方电场，根据牛顿第二定律得：在下方电场中，根据牛顿第二定律得，加速度大小为：因a1=a2解得：若，则有：E2=2E1，D正确。故选D。15．D【详解】A．在两异种点电荷之间，两电荷的电场方向一致，所以不会出现电场强度为零的位置；左侧的合电场强度也不可能零，所以电场强度为零的位置只能有一处，且在的右侧，故A错误；B．由前面分析知，在处有一个点的电场强度为0，则点左右两侧的电场强度方向相反，所以，在区域，电势沿轴正方向先升高后降低，故B错误；C．在质子从处运动到处的过程中，合电场水平向右，电场力对质子做正功，电势能降低，故C错误；D．设距点电荷为处的电场强度为0，由于解得可知电场强度为零的位置为处，在和区域，合电场强度方向向右，故D正确；故选D。16．BCD【详解】A．等量正点电荷连线的中垂线上电场强度的方向沿中垂线远离点电荷，故从到电势逐渐升高，故A错误：B．负电荷从到过程中电场力一直做正功，故B正确：C．由图像的斜率表示加速度可知，点的加速度最大，又所以点为中垂线上电场强度最大的点，加速度大小为代入已知数据解得故C正确；D．从到由动能定理得代入数据解得故D正确。故选BCD。17．AB【详解】A．由电场线、等势面的分布可得d点电势高于f点电势，故A正确；
B．d、e在同一等势面上，故d点的电势与e点的电势相等，故B正确；C．因负电荷所以由d到f电场力一直做负功，故C错误；
D．将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能不变，故D错误。
故选AB。18．CD【详解】A．曲线运动的受力方向指向凹处，电场线的方向从高电势指向低电势，可判断出粒子带正电，故A错误；B．正电荷在电势高处（C点）的电势能大，所以粒子在A点的电势能小于在C点的电势能，故B错误；C．电场线或等势面的疏密表示了电场的强弱，所以A点的电场强度大于C点的电场强度，故C正确；D．由于则可得故D正确。故选CD。19．BD【详解】AB．由轨迹看出，点电荷左侧的带电粒子受到中心电荷的排斥力，与中心点电荷电性相同；右侧的带电粒子受到中心电荷的吸引力，与中心点电荷电性相反，则两粒子带异种电荷，故A错误，B正确；CD．由题，M、N两点都处于圆周c上，电势相等，两带电粒子又是从同一点P出发，则电势差UPM=UPN，电场力对两个带电粒子做功大小相等，而从P到M的粒子电场力总功为负功，从P到N的粒子电场力总功为正功，根据动能定理得到，到达M、N时两粒子速率vM＜vN。故C错误，D正确。故选BD。【点睛】本题是轨迹问题，根据轨迹的弯曲方向要能判断出带电粒子所受的电场力大体方向。电场力做功与初末位置间电势差成正比。20．ABC【详解】B．由动能定理可知WE＝ΔEk＝－0.1 J可知粒子受到的电场力做负功，故粒子电势能增加，B点的电势高于A点电势；而电场线由高电势指向低电势，故电场线向左，故B正确；A．A、B两点的电势差UAB＝＝－10 V则UA－UB＝－10 V解得UB＝0 V故A正确；C．若粒子沿轨迹1运动，A点速度沿切线方向向右，受力向左，故粒子将向上偏转，故C正确；D．若粒子沿轨迹2运动，A点速度沿切线方向向右上，而受力向左，故粒子将向左上偏转，故D错误.故选ABC。21．BC【详解】A．两点的电势差等于将单位正电荷从A点移到点时静电力所做的功，所以A错误；B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分，所以B正确；C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关，则C正确；D．两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，但是，所以D错误；故选BC。22．BC【详解】小球a所受库伦力大小不断变化，导致a所受合外力变化，因此从A点到C点，小球a做变加速运动，A错误；B和C点为以点电荷为圆心的球面上的点，两点的电势相同，故小球a从A运动到C和小球b从A运动到B电场力做功相等，但是a球下落的高度大于b球下落的高度，即a球重力重力势能减小大于b球，因此小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能，B错误D正确；机械能的变化等于物体除重力之外的力所做的功，从A点到C点，电场力对a球先做正功后做负功，故其机械能先增大后减小，下落过程中只有重力、电场力做功，因此小球动能、重力势能、电势能三者之和保持不变即机械能与电势能之和不变，故C正确．【点睛】对两个小球正确受力分析，弄清运动形式；正确理解电场力做功特点，注意以O为圆心的圆周为等势线；弄清小球运动过程中的功能关系，下落过程中只有重力、电场力做功，因此小球动能、重力势能、电势能三者之和保持不变．