2020版高中物理（新教材）人教必修第3冊(cè)：課時(shí)分層作業(yè)6 電勢(shì)差

課時(shí)分層作業(yè)(六)電勢(shì)差(時(shí)間：40分鐘分值：100分)[合格基礎(chǔ)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．下列關(guān)于電勢(shì)差的說(shuō)法正確的是()A．兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)靜電力所做的功B．將1C的電荷從電場(chǎng)中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，如果靜電力做了1J的功，那么這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差就是1VC．在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做功的多少跟這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差無(wú)關(guān)D．兩點(diǎn)間電勢(shì)差的大小跟放入這兩點(diǎn)間的電荷所帶的電荷量成反比B[根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)知，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差在數(shù)值上等于在兩點(diǎn)間移動(dòng)單位正電荷時(shí)靜電力所做的功，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確，與移動(dòng)的電荷所帶的電荷量及放不放電荷無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；靜電力做的功WAB＝qUAB，即靜電力做的功除與兩點(diǎn)間的電勢(shì)差有關(guān)外，還與移動(dòng)的電荷所帶的電荷量有關(guān)，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。]2．關(guān)于UAB＝eq\f(WAB,q)和WAB＝qUAB的理解，正確的是()A．電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷的電荷量q成反比B．在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間沿不同路徑移動(dòng)相同電荷，路徑長(zhǎng)時(shí)WAB較大C．UAB與q、WAB無(wú)關(guān)，甚至與是否移動(dòng)電荷都沒有關(guān)系D．WAB與q、UAB及電荷移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)C[UAB＝eq\f(WAB,q)是比值法的量度式，UAB由電場(chǎng)自身決定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；由WAB＝qUAB可知WAB與q、UAB有關(guān)，與電荷移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。]3．電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab＝1V，將一電子從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電子克服靜電力做的功為1eV，則()A．場(chǎng)強(qiáng)方向一定是由b指向aB．場(chǎng)強(qiáng)方向一定是由a指向bC．電子的電勢(shì)能增加1eVD．電子的電勢(shì)能減少1eVC[靜電力對(duì)電子做負(fù)功，所以a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，但場(chǎng)強(qiáng)方向不一定由a指向b，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電子克服靜電力做的功等于電勢(shì)能的增加量，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]4．關(guān)于等勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的是()A．電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)，由于不受靜電力作用，所以說(shuō)靜電力不做功B．在同一個(gè)等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等C．兩個(gè)不等電勢(shì)的等勢(shì)面可能相交D．若相鄰兩等勢(shì)面的電勢(shì)差相等，則等勢(shì)面的疏密程度能反映場(chǎng)強(qiáng)的大小D[等勢(shì)面由電勢(shì)相等的點(diǎn)組成，等勢(shì)面處的電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，因此電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)，靜電力不做功，但并不是不受靜電力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小不一定相等，等勢(shì)面不可能相交，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；等差等勢(shì)面的疏密能反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，選項(xiàng)D正確。]5.如圖所示，三條等勢(shì)線上有a、b、c、d四點(diǎn)，若將一正電荷由c經(jīng)a移到d，靜電力做正功W1，若由c經(jīng)b移到d，靜電力做正功W2，則()A．W1>W2，φ1>φ2B．W1<W2，φ1<φ2C．W1＝W2，φ1<φ2D．W1＝W2，φ1>φ2D[由W＝Uq可知，W1＝W2；由Wcd＝Ucd·q，Wcd>0，q>0，可知Ucd>0，故φ1>φ2>φ3，D正確。]6.如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為φM、φN、φP、φQ，一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，則()A．直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi)，φM>φQB．直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi)，φM>φNC．若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D．若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功B[由電子從M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等可知，N、P兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，且電場(chǎng)線方向?yàn)镸→N，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。M點(diǎn)與Q點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]二、非選擇題(14分)7.如圖所示，a、b、c是氫原子的核外電子繞核運(yùn)動(dòng)的三個(gè)可能軌道，取無(wú)窮遠(yuǎn)電子的電勢(shì)能為0，電子在a、b、c三個(gè)軌道時(shí)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)能分別為－13.6eV、－3.4eV、－1.51eV，由于某種因素(如加熱或光照)的影響，電子會(huì)沿橢圓軌道躍遷到離核更遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)，求：(1)a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)大??；(2)a、b間，b、c間電勢(shì)差的大小。[解析](1)電子的帶電荷量q＝－1.6×10－19C，據(jù)電勢(shì)的定義φ＝eq\f(Ep,q)得，φa＝eq\f(Epa,q)＝eq\f(－13.6eV,－1.6×10－19C)×1.6×10－19C/e＝13.6V同理φb＝3.4V，φc＝1.51V。(2)Uab＝φa－φb＝(13.6－3.4)V＝10.2VUbc＝φb－φc＝(3.4－1.51)V＝1.89V。[答案](1)13.6V3.4V1.51V(2)10.2V1.89V[等級(jí)過(guò)關(guān)練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1.如圖所示，在等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)，A點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，B點(diǎn)為連線上距A點(diǎn)距離為d的一點(diǎn)，C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線中垂線上距A點(diǎn)距離也為d的一點(diǎn)，則下面關(guān)于三點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)φ的關(guān)系，正確的是()A．EA＝EC>EB，φA＝φC>φBB．EB>EA>EC，φA＝φC>φBC．EA<EB，EA<EC，φA>φB，φA>φCD．因?yàn)殡妱?shì)零點(diǎn)未規(guī)定，所以無(wú)法判斷電勢(shì)高低B[由電場(chǎng)的疊加，在中垂線上，A點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)最大，即EA>EC，在兩電荷連線上，A點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)最小，即EB>EA；電場(chǎng)線由A指向B，φA>φB，中垂線是一條等勢(shì)線，φA＝φC，選項(xiàng)B正確。]2.(多選)如圖所示的等量異號(hào)電荷中，A帶正電，B帶負(fù)電，在A、B連線上有a、b、c三點(diǎn)，其中b為連線的中點(diǎn)，且ab＝bc，則()A．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的電勢(shì)相等C．a(chǎn)、b間電勢(shì)差與b、c間電勢(shì)差相等D．點(diǎn)電荷沿AB中垂線移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力不做功ACD[由于a、c兩點(diǎn)關(guān)于b點(diǎn)對(duì)稱，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向均相同，A正確；電場(chǎng)線由a點(diǎn)指向c點(diǎn)，所以有φa>φc，B錯(cuò)誤；由于ab＝bc，電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)和由b點(diǎn)移到c點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功相等，故Uab＝Ubc，C正確；A、B連線的中垂線為等勢(shì)線，在等勢(shì)線上移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力不做功，D正確。]3．如圖中虛線所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)椋?eV時(shí)，它的動(dòng)能應(yīng)為()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eVC[由題圖可判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，設(shè)各等勢(shì)面間電勢(shì)差為U，則由能量守恒，－2Uq＋26eV＝Uq＋5eV，所以Uq＝7eV，所以點(diǎn)電荷能量為7eV＋5eV＝12eV，所以，當(dāng)電勢(shì)能為－8eV時(shí)，動(dòng)能為12eV－(－8eV)＝20eV。]4．如圖所示，a、b、c表示某點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為φa＝U，φb＝eq\f(7U,8)，φc＝eq\f(U,2)。一帶電粒子(所受重力不計(jì))從等勢(shì)面a上某點(diǎn)由靜止釋放后，經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b時(shí)速率為v，則它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速率為()A．eq\r(2)vB．eq\r(3)vC．2vD．4vC[帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有電場(chǎng)力對(duì)粒子做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：a→b過(guò)程，有：qUab＝eq\f(1,2)mv2；據(jù)題得：Uab＝φa－φb＝U－eq\f(7U,8)＝eq\f(U,8)聯(lián)立得：q·eq\f(U,8)＝eq\f(1,2)mv2 ①a→c過(guò)程，有：qUac＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,c)；據(jù)題得：Uac＝φa－φc＝U－eq\f(U,2)＝eq\f(U,2)聯(lián)立得：q·eq\f(U,2)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,c) ②由①②可得：vc＝2v，故選C。]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(12分)把帶電荷量2×10－8C的正點(diǎn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，要克服電場(chǎng)力做功8×10－6J，若把該電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的B點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功2×10－6J，取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。求：(1)A點(diǎn)的電勢(shì)；(2)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差；(3)若把2×10－5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功。[解析]無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，所以EpA＝8×10－6J，φA＝eq\f(EpA,q)＝eq\f(8×10－6J,2×10－8C)＝400V同理φB＝eq\f(2×10－6,2×10－8)V＝100V故UAB＝φA－φB＝300V若把2×10－5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，則WAB＝q′UAB＝－2×10－5×300J＝－6×10－3J。[答案](1)400V(2)300V(3)－6×10－3J6．(14分)為了使帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿直線由A點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，必須對(duì)該電荷施加一個(gè)恒力F。如圖所示，若AB＝0.4m，θ＝37°，q＝－3.0×10－7C，F(xiàn)＝1.5×10－4N，A點(diǎn)電勢(shì)φA＝100V。(不計(jì)電荷所受到的重力)(1)在圖中用實(shí)線畫出電場(chǎng)線，用虛線畫出通過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線，并標(biāo)明它們的電勢(shì)；(2)求q由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能的改變量。[解析](1)負(fù)電荷q由A點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，說(shuō)明負(fù)電荷q受到的靜電力與力F大小相等，