高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差课时练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差课时练习，共19页。试卷主要包含了2电势差同步训练9，6×10-17J，0×10-9m，电压U=3，0×10-7J；45V，0×10−7J，200V等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年度人教版（2019）必修第三册10.2电势差同步训练9（含解析）  1．“法拉第笼”是一个由金属导体制成的笼子。将笼体与大地连通，当10万伏的直流高压输送给放电杆，放电杆尖端距笼体10厘米时，出现放电火花，而笼内的法拉第却安然无恙。下列说法正确的是（　　）A．笼体是一个等势体，内部任意两点间电势差为零B．笼体上及其内部任意位置的电场强度均为零C．若将放电杆尖端与笼体接触，法拉第会遭到电击D．若将笼体与大地断开，法拉第会遭到电击2．如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B（　　）A．不带电 B．带正电 C．带负电 D．左端带负电，右端带正电3．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20J，运动到等势面L1处的动能为0；现取L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为5J时，它的动能为（不计重力及空气阻力）（　　）A．16J B．5J C．10J D．4J4．如图所示，A、B为带异种电荷的小球，将两条不带电的导体棒C、D放在两球之间，在用导线将C棒左端点x和D棒右端点y连接起来的瞬间，导线中自由电子移动的方向是（　　）A．x→yB．y→xC．没有电流D．先是y→x，然后x→y5．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，场强方向平行正方形ABCD所在平面。已知A、B、C三点的电势分别为，，，则（　　）A．D点的电势，场强方向平行AB方向B．D点的电势，场强方向平行AC方向C．D点的电势，场强方向平行BC方向D．把一个电子从C移到B，电场力做功为6．如图所示，带电小球Q固定在倾角为θ的光滑固定绝缘细杆下端，一质量为m、电荷量为q的带正电小球M穿在杆上从A点由静止释放，小球到达B点时速度恰好为零，已知A、B间距为L，C是AB的中点，两小球均可视为质点，重力加速度为g，则（　　）A．小球从A到B的过程中加速度先增大后减小B．小球在B点时受到的库仑力大小为mgsinθC．小球在C点时速度最大D．在Q产生的电场中，A、B两点间的电势差为-7．如图所示，在导体壳的球心处放置一点电荷q，则壳内的a点、壳上的b点、壳外的c点的电场强度和电势的关系应为（　　）A．，B．，C．，D．，8．一个电子仅在电场力的作用下从点移到点，电场力做功为，则（　　）A．电子的动能减少了B．电子的电势能增加了C．、两点电势差D．、两点电势差9．正方体及其表面各点如图所示，等量异种点电荷的电荷量均为Q，分别置于立方体的a、c两点，下列说法正确的是（　　）A．b、d两点场强大小相等，方向不同B．沿着直线从a点到c点，电场强度先增大后减小C．沿着直线从N点到M点，电势先增大后减小D．试探电荷+q从a经b到f电场力做功为W1，+q从a经d到h电场力做功为W2，则W1=W2 10．如图所示，已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF所在平面。若规定D点电势为零，则A、B、C的电势分别为8V、6V、2V。初动能为12eV、电荷量大小为2e（e为元电荷）的带电粒子从A沿着AC方向射入电场，恰好经过BC的中点G。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）A．该粒子达到点G时的动能为20eVB．该粒子一定带负电C．若该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射，该粒子可能垂直经过CED．只改变粒子在A点初速度的方向，该粒子不可能经过C11．如图，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为、、，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点。已知带电粒子所带电荷量为，在a点处的动能为0.5J，下列说法正确的是（　　）A．粒子带正电B．在c点处的动能为C．粒子在三点的动能大小关系为D．粒子在三点的电势能大小关系为12．局部空间静电场某平面的电场线分布如图所示，、、、为电场中的四个点，将一电荷量为的点电荷从无穷远处（电势为0）移到点，此过程中，电场力做功为，受力为，再将从点移到点，受力为，则下列说法正确的是（　　）A．点的电场强度比点的小 B．点的电势比点的低C．比大 D．点的电势为13．如图所示，带正电的金属球A，放置在不带电的金属球B附近，M、N是金属球B表面上的两点。下列说法中正确的是（    ）A．M点处带正电，N点处带负电，且M点电势高于N点电势B．M点处带正电，N点处带负电，且M点电势等于N点电势C．M点处带负电，N点处带正电，且金属球内部电场强度处处为0D．M点处带负电，N点处带正电，且M点电势等于N点电势  14．一个电子从电场中A点移动到B点，电场力不做功。从B点移动到C点，电场力做功1.6×10-17J。则A、B、C三点中电势最高的点是_________，电子从C点移动到A点，电场力做功_________J。15．如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等。有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该带正小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于20eV，运动到b点时动能等于2eV，若取c点为电势零点，小球在b点的电势能为______eV，则当这个带电小球的电势能为6eV时，不计重力和空气阻力，它的动能等于______eV。16．把一带电量q=-1×10-5C的负电的粒子从某静电场中A点移动到B点，电场力做正功0.01J，则UAB=______V；电场线方向是______（选填“A→B”或“B→A”）。 17．把一个带电荷量为的正点电荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功，取无限远处电势为零。(1)求A点的电势。(2)求A、B两点的电势差。(3)若把电荷量为的负电荷由A点移到B点，静电力做的功是多少？

 18．人体的细胞膜内存在电压（简称膜电位）U，细胞膜可以有选择的让钾或钠离子通过。取一小块细胞膜，厚度d均匀，d=7.0×10-9m，电压U=3.5 ×10-2V，膜内的电场可看做匀强电场，如图所示。一个电荷量 q＝1.6×10-19 C的一价钠离子从图中的A点到B点（φA>φB） 通过细胞膜的过程中，求：(1)匀强电场的场强大小和该钠离子受到的静电力大小； (2)静电力对该钠离子做的功。19．将一个电量为-1×10-6C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做功3×10-6J。从C点移到D点，电场力做功8×10-6J。若已知B点电势比C点高3V。求：(1)C、D两点的电势差；(2)A、D两点的电势差；(3)把一个电荷量为+2×10-6C的电荷从B点移动到C点。其电势能变化了多少？20．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成角，一个电荷量为的正电荷从a移到b电场力做功为求：(1)匀强电场的场强E(2)电荷从b移到c电场力做功(3)a、c两点的电势差21．固定不动的正点电荷A，带电量为Q＝2.4×10﹣6C，与A相距l2cm处有一点P，电势P3000V（设无穷远处电势为零），现将点电荷B从距A无穷远处移动到P点，电场力所做负功为1.8×10-3J。若把B电荷从P点由静止释放，释放瞬间加速度大小为9×109m/s2。已知静电力常量k＝9.0×109Nm2/C2。仅考虑电场力作用，求B电荷释放后能达到的最大速度。22．在电场中把的正电荷沿着电场线从A点移动到B点，静电力做功。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功。求：(1)电势差(2)请根据以上数据，在下面电场线上标出A、B、C三点可能的位置(3)如果规定B点为0电势点，请根据功能关系，求出该点电荷在C点的电势能，并利用电势的定义式求出C点的电势。23．如图所示，真空中，带电荷量分别为和的点电荷A、B相距r，则：(1)两点电荷连线的中点O处的场强大小为多少？(2)C点为AB连线的中垂线上一点，已知O点电势为5V，C点电势为2V，现将一试探电荷从O点移动至C点，则电场力做功WOC为多少？
参考答案1．A【详解】A．笼体是金属做的，放电杆接近笼体时，笼体瞬时达到静电平衡，整个笼体是一个等势体，因此内部任意两点间电势差为零，故A正确；B．笼体表面会感应出异种电荷，表面及其周围电场强度不为零，内部合电场强度为零，故B错误；C．若将放电杆尖端与笼体接触，法拉第和笼体是一个等势体，没有电流流过法拉弟，所以法拉弟不会遭到电击，故C错误；D．若将笼体与大地断开，法拉第和笼体仍是一个等势体（只是电势不为零了），因没有电流流过法拉弟，法拉弟不会遭到电击，故D错误。故选A。2．C【详解】当闭合开关时S，由于静电感应的作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，左端带负电，再断开S，再移走A，则导体B带负电。故选C。3．B【详解】根据动能定理得知从等势面L3处运动到L1处电势能增加20J，取L2为零势面，则L1处电势能与L3处电势能绝对值相等且一正一负，故L1处电势能为10J，L3处电势能为－10J，则L3处电势能和动能之和为10J，在运动的过程中，电荷的电势能和动能之和保持不变，所以电荷的电势能为5J时它的动能为5J故选B。4．B【详解】由于同种电荷相斥，异种电荷相吸，在C、D组成的导体中自由电子沿y向x运动，在C中聚集负电荷，在D中聚集正电荷，故导线中自由电子移动的方向是y→x，故选B。5．B【详解】ABC．匀强电场中，由公式可知，沿着任意方向，每前进相同的距离，电势差都相等。故如图所示连接ACAC连线的中点为E，则E点的电势为连接BE，则BE为一条等势线，D点在BE连线上，所以D点电势电场线垂直于等势线，且由高电势指向低电势，故上图所示场强方向平行AC方向，故AC错误，B正确；D．把一个电子从C移到B，电场力做正功故D错误。故选B。6．D【详解】A．小球从A由静止运动在B点时，速度为零，则小球先加速后减速，那么一开始库仑力小于重力沿着细杆的分力，当减速运动时，则库仑力大于重力沿着细杆的分力，因此加速度先减小，再增大，故A错误；B．球在B点时，速度为零，但不是处于平衡状态，由于球要向上运动，那么受到的库仑力大小大于mgsin θ，故B错误；C．当球的加速度为零时，速度才能达到最大，而C虽是AB的中点，但此处库仑力、支持力与重力的合力不为零，故C错误；D．根据动能定理，从A到B，则有0-0=mgLsin θ＋qUAB解得UAB=-故D正确。故选D。7．D【详解】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出正电荷，外表面感应出负电荷，画出电场线的分布如图由于a处电场线较密，c处电场线较疏，b处场强零，则根据顺着电场线方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是故选D。8．D【详解】电场力做功为，电场力做正功，合外力做正功，动能增加，电势能减小；、两点电势差故D正确ABC错误。故选D。9．D【详解】A．根据等量异种电荷电场分布可知b、d两点在连线中垂线上对称位置，两点场强大小相等，方向相同，故A错误；B．电场线疏密程度表示电场强度大小，沿着直线从a点到c点，电场强度先减小后增大，故B错误；C．M 、N在连线中垂线上，处于同一等势面上，故电势不变，故C错误；D．平面bdhf是一个等势面，因此b、d、h、f四点电势相等，故af电势差与ah电势差相同，故电场力做功相同，故D正确。故选D。10．BD【详解】根据匀强电场中平行等间距的两点电势差相等，可得E和F两点的电势分别为2V、6V，则EC为等势线，匀强电场的电场线方向水平向右；AB．该粒子沿AC方向进入，从G点射出，粒子受力方向与电场线方向相反，该粒子带负电；粒子在A点时的电势能为总能量为由于G为BC的中点，故，则由能量守恒定律可得A错误，B正确；C．若该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射，其速度可以分解为沿电场方向和垂直于电场方向，而垂直于电场方向速度不可能减为零，所以该粒子不可能垂直经过CE，C错误；D．只改变粒子在A点初速度的方向，若该粒子能进过C点，则经过C点的动能为到达C点时的速度恰好为零，而要到达C点，在A点时一定具有垂直于电场向下的分速度，而电场力不能改变该分速度，即到达C点时速度不可能为零，即粒子只改变速度的方向，不可能到达C点，D正确；故选BD。11．AB【详解】A．沿着电场线方向，电势降低，可知电场线方向竖直向上，曲线运动时受力方向指向轨迹的凹侧，根据运动轨迹弯曲方向，可知受电场力向上，因此粒子带正电，A正确；B．运动过程中，只有电场力做功，动能与电势能的和保持不变，因此解得B正确；CD．由于粒子带正电荷，在电势越高的点，电势能越大，动能越小，因此，CD错误。故选AB。12．BC【详解】A．由图可知，点电场线比点电场线分布密集，故点的电场强度比点的大，故A项错误；B．根据沿着电场线方向电势降低，可知点电势较低，故B项正确；C．由图可知，点电场线比点电场线分布密集，故点的电场强度比点的大，比大，故C项正确；D．从无穷远处（电势为0）移到点的过程，根据动能定理解得根据电势差与电势的关系可得点的电势为故D项错误。故选BC。13．CD【详解】AB．带电的金属球A靠近不带电的金属球B，由于电荷间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，导致金属球B中的自由电子向右侧移动M点由于多电子，因此M点处带负电，N点由于少电子，因此N点处带正电。故AB错误；CD．因为整个金属球B是处于静电平衡的导体，金属球内部电场强度处处为0，其整体是等势体，故M、N点电势相等，故CD正确。故选CD。14．C    -1.6×10-17J    【详解】[1]一个电子从电场中A点移动到B点，电场力不做功，可知A、B两点的电势相等；从B点移动到C点，电场力做正功，因此C点电势高于B点电势；所以A、B、C三点中电势最高的点是C点。[2]电子从B点移动到C点，电场力做功1.6×10-17J，又A、B两点的电势相等，所以电子从C点移动到A点，电场力做功-1.6×10-17J。15．12    8    【详解】[1]小球自a点运动到b时，电场力做负功Wab=qU ab=2eV-20eV=-18eV  ①由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有     ②从b到c电场力做正功，根据动能定理有Wbc=qU bc =Ekc-Ekb ③联立①②③可得Ekc=14eV由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在b点E=Epb+Ekb= EpC+EkC=0+14eV=14eV小球在b点的电势能为Epb= E -Ekb=14eV-2eV=12eV [2]当电势能等于6eV时动能为Ek= E -Ep=14eV-6eV=8eV16．-1000    B→A    【详解】[1]由电势差的定义可知[2]由于，所以有，沿电场线的方向电势逐渐降低，故电场线的方向为B→A。17．(1)；(2)；(3)【详解】(1)A点电势为 (2)B点电势为 A到B电势差为 解得  (3)静电力对做功 18．(1) ，；(2)【详解】(1)根据可得电场力，所以(2)根据可得19．(1)-8V；(2)-2V；(3) 电势能减小6×10-6J【详解】(1)由得(2)因为则(3)由得则电势能减小6×10-6J。20．(1)600V/m；(2)6.0×10-7J；(3)45V【详解】(1)由公式得匀强电场的场强(2)电荷从b点移到c点，电场力做功(3)a、c两点的电势差21．B 电荷能达到的最大速度 1000m/s【详解】B 电荷从 P 点由静止释放，释放瞬间，由牛顿第二定律与库仑定律可得：则有B 电荷在库仑力作用下，速度不断增大． 所以有可得代入数据解得v＝1000m/s22．(1)75V；(2)见解析；(3)4.0×10−7J，200V【详解】(1)根据知(2)同理所以A点电势比B点高75V，B点电势比C点电势低200V，所以A、B、C三点可能的位置如图：(3)根据功能关系知如果规定B点为0电势点，，则23．（1）；（2）【详解】(1)两点电荷在连线的中点O处的场强方向均相同，大小等于两电荷在该点产生的场强求矢量和(2)根据可知，电场力做功WOC为