新教材2024版高中物理第1章靜電場的描述第5節(jié)電勢差及其電場強度的關(guān)系課后提升訓練粵教版必修第三冊

第一章第五節(jié)A組·基礎(chǔ)達標1．(多選)如果在某電場中將電荷量為5.0×10-4C的正電荷，僅在靜電力作用下由A點移到B點，靜電力做功為2.0×10-3J，則()A．電荷在B點的動能比在A點的動能小2.0×10-3JB．電荷在B點的電勢能比在A點的電勢能小2.0×10-3JC．A、B兩點間電勢差為－4VD．若在A、B兩點間移動一個q＝1.0×10-4C的負電荷，電荷將克服靜電力做4.0×10-4J的功【答案】BD【解析】由A點移到B點，靜電力做正功，動能增加，電勢能減少，故A錯誤，B正確；A、B兩點間電勢差UAB＝eq\f(WAB,q)＝4V，故C錯誤；在A、B兩點間移動一個q＝1.0×10-4C的負電荷，靜電力做功W＝qU＝－1.0×10-4×4J＝－4.0×10-4J，故D正確．2．如圖所示，線段AB表示電場中的一條電場線，質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子僅在靜電力作用下沿電場線向右運動，經(jīng)過A點時的速度為v0，一段時間后到達與A相距為d的B點，速度減為0.下列判斷正確的是()A．A點電勢一定高于B點電勢，可以求出A點電勢B．A點電勢一定高于B點電勢，A、B兩點間的電勢差UAB＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2q)C．粒子在A點的電勢能一定大于在B點的電勢能，從A到B過程中靜電力做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)D．粒子在A點受到的靜電力一定等于在B點受到的靜電力【答案】B【解析】由A點到B點，粒子的速度減小，則粒子所受的靜電力向左，因粒子帶負電，故電場線方向向右，A點電勢一定高于B點電勢，由動能定理得qUAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，則A、B兩點間的電勢差UAB＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2q)，但求不出A點的電勢，A錯誤，B正確；帶負電的粒子在電勢低的地方電勢能大，故粒子在A點的電勢能一定小于在B點的電勢能，從A到B過程中靜電力做的功為－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，C錯誤；通過一條電場線無法判斷電場強度的大小，故無法比較在A、B兩點處受到的靜電力的大小，D錯誤．3．(多選)如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢面，且AB＝BC，電場中的A、B、C三點的場強分別為EA、EB、EC，電勢分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有()A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EAC．UAB＜UBC D．UAB＝UBC【答案】ABC【解析】沿電場線方向電勢逐漸降低，A正確；電場線密處電場強度大，B正確；AB處的場強小于BC處的場強，且AB＝BC，故C正確，D錯誤．4．(2023年潮州名校段考)某電場區(qū)域的電場線分布如圖，在電場中有A、B、C、D四個點，下面說法正確的是()A．EA>EB B．EC>EDC．φA<φB D．φC<φD【答案】B【解析】根據(jù)電場線的疏密程度可得EA<EB，EC>ED，故A錯誤，B正確；沿電場線方向電勢逐漸降低，所以φA>φB，φC>φD，故C、D錯誤．5．一個帶正電的質(zhì)點所帶電荷量q＝2.0×10-9C，在靜電場中由a點移到b點，在這一過程中，除電場力外，其他力做的功是6.0×10-5J，質(zhì)點的動能增加了8.0×10-5J，則a、b兩點間的電勢差Uab為()A．1×104V B．3×104VC．4×104V D．7×104V【答案】A【解析】以帶正電的質(zhì)點為研究對象，根據(jù)動能定理有Wab＋W其他＝ΔEk①，又Wab＝qUab②.由①②兩式解得Uab＝eq\f(ΔEk－W其他,q)＝eq\f(8.0×10-5－6.0×10-5,2.0×10-9)V＝1.0×104V，故A正確．6．(2023年廣東實驗中學期中)如圖所示，在勻強電場中有一平行四邊形ABCD，已知A、B、C三點的電勢分別為φA＝12V，φB＝8V，φC＝2V，則D點的電勢為()A．8V B．6VC．4V D．1V【答案】B【解析】由于是勻強電場，所以UAB＝UDC，即φA－φB＝φD－φC，得φD＝6V．故選B.7．如圖所示，勻強電場場強E＝100V/m，A、B兩點相距10cm，則UAB值為()A．－10V B．10VC．－1000V D．1000V【答案】B【解析】A、B兩點電勢差UAB＝EdAB＝100×0.1V＝10V，故B正確．8．某電場的等勢面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點，則()A．一正電荷從d點運動到e點，電場力做正功B．一電子從a點運動到e點，電場力做功為15eVC．b點電場強度垂直于該點所在等勢面，方向向左D．a(chǎn)、b、c、d四個點中，d點的電場強度最大【答案】B【解析】因d、e兩點在同一個等勢面上，可知d、e兩點間電勢差為零，電場力所做的功W＝qU，電場力做功為零，故A錯誤；電子從a點運動到e點，電場力所做的功W＝qU＝－e(0V－15V)＝15eV，故B正確；根據(jù)題意畫出過b點的電場線，如圖所示．電場線與等勢面處處垂直，并指向電勢降低的方向，所以b點電場強度垂直于該點所在等勢面，方向向右，故C錯誤；等勢面越密集的地方，電場線越密集，電場強度越大，a、b、c、d中d點等勢線最稀疏，所以d點的電場強度最小，故D錯誤．B組·能力提升9．(多選)如圖所示的同心圓(虛線)是電場中的一簇等勢線，一個電子只在電場力作用下沿著直線由A向C運動時的速度越來越小，B為線段AC的中點，則有()A．電子沿AC運動時受到的電場力越來越小B．電子沿AC運動時它具有的電勢能越來越大C．電勢φA>φB>φCD．電勢差UAB＝UBC【答案】BC【解析】由題給的等勢線為同心圓可知場源為位于圓心處的點電荷，越靠近點電荷，電場強度越大，所以電子沿AC運動時受到的電場力越來越大，故A錯誤；由電子只在電場力作用下由A向C運動時速度越來越小，可知電場力做負功，電子勢能越來越大，B正確；電子所受電場力方向沿CA方向，即電場方向沿AC方向，場源點電荷為負電荷，A、B、C三點電勢A點最高，C點最低，C正確；由A到C電場增強，因為B為AC中點．根據(jù)U＝Ed定性分析可以得出UAB<UBC，故D錯誤．10．如圖所示，A、B、C為一等邊三角形的三個頂點，某勻強電場的電場線平行于該三角形平面．現(xiàn)將電荷量為10-8C的正點電荷從A點移到B點，靜電力做功為3×10-6J．將另一電荷量為10-8C的負點電荷從A點移到C點，克服靜電力做功3×10-6J，則：(1)UAB、UAC、UBC各為多少？電場線方向如何？(2)若AB邊長為2eq\r(3)cm，求電場強度的大小．【答案】(1)300V300V0電場線方向垂直于BC，設(shè)D為線段BC的中點，則電場強度方向由A指向D(2)1×104V/m【解析】(1)正點電荷從A點移到B點時，靜電力做正功，故A點電勢高于B點電勢，可求得UAB＝eq\f(W,q)＝eq\f(3×10-6,10-8)V＝300V.負點電荷從A點移到C點，靜電力做負功，A點電勢高于C點電勢，可求得UAC＝eq\f(W,q)＝300V．因此B、C兩點電勢相等，UBC＝0.由于勻強電場中的等勢線是一簇平行