高中物理人教版 (新课标)选修35 电势差课时练习

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【三维设计】2013-2014学年高中物理 第一章第5节 电势差课时跟踪训练（含解析）新人教版选修3-1 [课时跟踪训练]一、选择题(每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是(　　)A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B.电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定C.电势差是矢量，电场力做的功是标量D.在匀强电场中与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零解析：电势差是标量，其大小由电场本身决定，故A、C均错误；由WAB＝qUAB可知，B正确；在匀强电场中与电场线垂直的方向为等势面，其上各点电势均相等，故D正确。答案：BD2.对于电场中A、B两点，下列说法正确的是(　　)A.电势差的定义式UAB＝，说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B.A、B两点间的电势差等于将单位正电荷从A点移到B点静电力所做的功C.将1 C正电荷从A点移到B点，静电力做1 J的功，这两点间的电势差为1 VD.若电荷从A点移到B点的过程，除受静电力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功解析：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，与移动的电荷量及做功的多少无关，即U＝也是定义式，所以A错误，B、C正确。电势能的变化唯一决定于静电力做功，与其他力是否做功、做多少功无关，D错。答案：BC 3.如图1所示的点电荷电场中，将检验电荷从A点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做功(　　)图 1A.从A到B做功最多B.从A到C做功最多C.从A到E做功最多D.做功一样多解析：以点电荷为圆心的圆周上的各点为等势点，所以从A到B、C、D、E各点的电势差相等，根据W＝qU可知，电场力做功一 样多，选项D正确。答案：D4.空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q＞0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0。现有另一电荷量－q、质量m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0。若忽略重力的影响，则(　　)A.在O、A、B三点中，B点电势最高B.在O、A、B三点中，A点电势最高C.O、A间的电势差比B、O间的电势差大D.O、A间的电势差比B、A间的电势差小解析：正电荷从O点运动到A点，动能增大，电场力做正功，电势能减少，电势降低；负电荷从O点运动到B点，速度增大，电场力做正功，电势能减少，电势升高，故B点电势最高，A点电势最低，A正确，B错误；由动能定理有qUOA＝m(2v0)2－mv，得UOA＝；qUBO＝m(3v0)2－m(2v0)2，得UBO＝，由此可知UBO＞UOA，C错误，D正确。答案：AD5.如图2所示，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，电场力做正功W1，若由c经b移到d，电场力做正功W2，则(　　)图 2A.W1>W2　φ1>φ2B.W1<W2　φ1<φ2C.W1＝W2　φ1<φ2D.W1＝W2　φ1>φ2解析：由W＝Uq可知，W1＝W2。由Wcd＝Ucd·q，Wcd>0，q>0，可知Ucd>0，故φ1>φ2>φ3，D正确。答案：D6.如图3所示，在处于O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2；由C点移到B点电场力做功为W3，则三次电场力做功的大小关系为(　　)图 3 A.W1＝W2＝W3<0　　　     B.W1>W2＝W3>0C.W1＝W3>W2＝0        D.W3>W1＝W2＝0解析：点电荷形成电场的等势面是以该电荷为中心的球面，由题意知，三点的电势关系，φA＝φC>φB，所以电势差UAB＝UCB>0，UAC＝0，而W1＝qUAB，W2＝qUAC，W3＝qUCB，所以W1＝W3>W2＝0，C项正确。答案：C 7.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4      图 4所示，该点电荷的电荷量数值为1.0×10－9 C，那么(　　)A.该电荷为负电荷B.该电荷为正电荷C.A、B两点的电势差大小为4.0 VD.把电荷从A移到B，电场力做功为W＝4.0 J解析：由电荷在A、B两点的电势能可知，该电荷从A点移到B点电场力做功WAB＝EpA－EpB＝4×10－9 J，题中所给的只是点电荷的电荷量数值为1.0×10－9 C，但是没有明确该电荷的正、负，所以我们可以根据电势差的计算公式求出A、B两点的电势差大小为|UAB|＝＝ V＝4.0 V，不过无法比较A、B两点电势的高低，因而只有C选项正确。答案：C8.如图5所示，平行直线为匀强电场中的一组电场线，有一个电荷量q＝2×10－2 C的正电荷仅受静电力的作用由A点沿曲线运动到B点，虚线①②是其可能运动的轨迹，已知这个运动过程中电荷的动能减少了2 J，设B点电势为零，则以下说法中正确的是(　　)图 5 A.电场强度方向向左　 　    B.电荷沿轨迹②运动C.A点的电势为100 V       D.电荷在A点的电势能为2 J解析：带电粒子只受静电力作用，由于动能减少，静电力做负功，即WAB＝－2 J，由WAB＝qUAB，得UAB＝＝ V＝－100 V。即φA－φB＝－100 V，φA＝φB－100 V＝－100 V，C错误。因为沿电场线电势降低，φA＜φB，电场强度方向向左，A正确。带电粒子受到静电力向左，根据曲线运动的特点，合外力方向一定指向曲线内侧，电荷轨迹应为虚线①，B错误。电荷在A点的电势能EpA＝qφA＝－2 J，D错。答案：A 二、非选择题(写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9.(9分)(2011·上海高考)如图6所示，在竖直向下、电场强度为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2)，A带负           图 6电，电荷量为q1，B带正电，电荷量为q2，杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为　　　　，在竖直位置处两球的总动能为　　　　。解析：在此过程中，两球受的电场力均做正功，总功为W＝；由功能关系得：W＋m2g－m1g＝Ek，所以在竖直位置两球的总动能为Ek＝W＋(m2－m1)g＝l。答案：　l 10.(9分)如图7所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将一带电小球从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零。若此电荷在A点处的加速度大小为g，试求：图 7 (1)此电荷在B点处的加速度；(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)。解析：(1)这一小球必带正电，设其电荷量为q，由牛顿第二定律，在A点时，有mg－＝m·g，在B点时，有－mg＝maB，解得aB＝3g，方向竖直向上。(2)从A到B的过程中，由动能定理mg(h－0.25h)＋qUAB＝0，得UAB＝－。答案：(1)3g　方向竖直向上　(2)－