5电势差课后作业含答案Word文档格式.docx

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12eV

　4．在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=﹣200V，则A、B、C三点电势高低关系为（　　）

φA＞φB＞φC

φA＜φC＜φB

φC＞φA＞φB

φC＞φB＞φA

　5．关于电势差的下列说法中，正确的是（　　）

电势差与电势一样，是相对量，与零势点的选取有关

电势差是一个标量，没有正值和负值之分

由于电场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

A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以UAB=UBA

　6．如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是（　　）

b点场强比d点场强大

b点电势比d点电势高

a、b两点间的电势差等于b，c两点间的电势差

试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能

7．如图所示点电荷电场中，将检验电荷从A点分别移到以点荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做功（　　）

从A到B做功最多

从A到C做功最多

从A到E做功最多

做功一样多

8．在空间直角坐标系O﹣xyz中，A、B、C、D四点的坐标分别为（L，0，0），（0，L，0），（0，0，L），（2L，0，0）．在坐标原点O处固定电荷量为+Q的电荷，下列说法正确的是（　　）

电势差UOA=UAD

A、B、C三点的电场强度相同

电子在B点的电势能都大于在D点的电势能

将一电子由D点分别移动到A、C两点，电场力做功相同

9．如图所示，细线悬挂一带正电的小球，处于水平向右的匀强电场中，在电场力作用下，小球从最低点a由静止开始运动，在a运动到b的过程中，电势能　　　　　　，重力势能　　　　　　，机械能　　　　　　．（填“增大”、“减小”或“不变”）

10．如图所示，在水平向右的匀强电场中的A点，有一个质量为m、带电荷量为﹣q的油滴以速度v竖直向上运动．已知当油滴经过最高点B时，速度大小也为v．求：

场强E的大小及A、B两点间的电势差．

11．（2013•山东校级三模）如图，一质量m=1×

10﹣6kg，带电量q=﹣2×

10﹣8C的微粒以初速度v0竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比A高2cm的B点时速度大小也是v0，但方向水平，且AB两点的连线与水平方向的夹角为45°

，g取10m/s2，

求：

（1）AB两点间的电势差UAB；

（2）匀强电场的场强E的大小．

参考答案与试题解析

一．选择题（共8小题）

1．（2015•西城区二模）如图所示，虚线为电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等．一个带正电的点电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能，则下列说法正确的是（　　）

考点：

电势差；

电势．菁优网版权所有

专题：

电场力与电势的性质专题．

分析：

等势面的疏密代表场强的大小，正电荷在电势高的地方电势能大

解答：

解：

A、正电荷在电场中，在电势高的位置，电势能越大，故A正确，B错误；

C、等势面的疏密代表场强的大小，故A点的场强小于B点的场强，故CD错误；

故选：

A

点评：

本题主要考查了等势面与电场强度的关系，抓住正电荷在电势高的位置电势能大即可

2．（2015•泰州一模）如图所示为一空腔导体周围的电场线分布，电场方向如图中箭头所示，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四点，其中M、N在一条直线电场线上，P、Q在一条曲线电场线上，下列说法正确的有（　　）

电势；

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利用电场线的疏密程度表示电场的强弱判断A选项；

沿着电场线的方向电势越来越低判断PQ两点的电势判断B选项；

利用电场线的疏密和公式U=Ed，判断UON和UMOC判断选项；

利用Ep=qφ判断两点的电势能判断D选项．

A、用电场线的疏密程度表示电场的强弱，故N点的场强比M点的场强大，故A正确．

B、沿着电场线的方向电势越来越低，所以Q点的电势比P点的电势低，故B错误．

C、P点电势高于Q点，根据Ep=φq可知，负电荷在P点时的电势能小于在Q点时的电势能，故C正确．

D、根据电场分布可知，MO间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度小，故由公式U=Ed可知，MO间的电势差小于ON间的电势差，故D错误．

AC．

用活电场线、电场强度、电势、电势差、电势能等物理量之间的关系以及大小比较是解决电场题目的关键

3．（2013秋•道里区校级期末）如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面2的电势为零．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b两点时的动能分别为30eV和6eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能应为（　　）

只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，根据题意曲线2电势为零，列式求解即可．

经过a、b点时的动能分别为30eV和6eV；

图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，

故电荷经过相邻两个等势面时的动能减小量为△Ek=

eV，故经过等势面2时的动能为22eV；

只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故有：

0eV+22eV=8eV+Ek；

解得：

Ek=14eV；

故A正确、BCD错误．

“在只有电场力做功的条件下动能和电势能的总和保持不变；

相邻等势面之间的电势差相同”是我们解决此类问题时的突破口．

4．（2014秋•阎良区校级期中）在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=﹣200V，则A、B、C三点电势高低关系为（　　）

电势差．菁优网版权所有

本题根据电势差与电势的关系：

UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC，UAC=UAB+UBC，即可判断三点电势的高低关系．

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．

本题只要掌握UAB=φA﹣φB，UAC=UAB+UBC，通过列式分析电势的关系．也可以作出电场线，根据三点在电场线的位置做定性分析进行判断．

5．（2014秋•博山区校级期中）关于电势差的下列说法中，正确的是（　　）

电势差是电势之差，具有绝对性，由电场本身决定；

电势差采用比值法定义，具有比值定义法的共性，电势差与试探电荷无关；

UAB=﹣UBA．

A、电势是相对的，是相对零电势点的，而电势差由电场本身决定，具有绝对性，与零势点的选取无关，类似于高度差，故A错误．

B、电势差是一个标量，但有正负之分，故B错误．

C、电场力做功与重力做功类似，与路径无关．电势差的定义式U=

，采用比值法定义，可知电势差与移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关，故C正确．

D、电势差由电场本身决定，不随零电势点的改变而改变，因为UAB=φA﹣φB，UBA=φB﹣φA，所以UAB=﹣UBA．故D错误．

C

解决该题关键要了解电势差的定义公式U=

，知道电势差的物理意义，抓住与电势的区别．

6．（2012•洛阳模拟）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是（　　）

电场的叠加；

据等量异号电荷的电场分布特点可知各点的场强大小，由电场线性质及电场的对称性可知ab及bc两点间的电势差；

由电势能的定义可知ac两点电势能的大小．

A、MN是一条等势线，与在两等量异号电荷连线上的点相比较，d点的电势要高，所以d点电势高于b点电势，故A错误；

B、由场强的叠加可知，两点的场强大小相等，但方向不相同，故B错误；

C、由对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，故ac两点的电势相等，故C正确

D、因a点的电势大于c点的电势，故试探电荷+q在a点的电势能大于在d点的电势能，故D错误；

本题考查等量同种电荷的电场分布，要注意明确其电场线及等势面的分布规律．

7．（2014秋•枣庄校级期末）如图所示点电荷电场中，将检验电荷从A点分别移到以点荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做功（　　）

以点电荷Q为中心的球面上所有各点的场强的大小相等而方向不同；

该球面是等势面．

该球面是等势面，各点的电势相等，所以：

UAB=UAC=UAD=UAE，将检验电荷从A点分别移到以点荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做功W=qU，所以电场力做功一样多．故D正确．

D

该题考查点电荷的电场的特点，掌握以点电荷Q为中心的球面上所有各点的电势相等是解题的关键．属于基础题目

8．（2014春•桃城区校级月考）在空间直角坐标系O﹣xyz中，A、B、C、D四点的坐标分别为（L，0，0），（0，L，0），（0，0，L），（2L，0，0）．在坐标原点O处固定电荷量为+Q的电荷，下列说法正确的是（　　）

由图看出A、B、C三点到O点的距离相等，三点位于同一等势面上，场强大小相等，但场强方向不同．根据电势的高低，分析电场力做功情况．由U=Ed和电场强度的大小关系，分析UOA与UAD的大小．

A、根据点电荷场强公式E=k

知：

OA间的场强大于AD间的场强，由U=Ed可知：

UOA＞UAD．故A错误；

B、根据点电荷场强公式E=k

A、B、C三点的电场强度相等，但方向不同，故B错误；

C、D的电势低于B点的电势，电子带负电，根据Ep=qφ，则电子在B点的电势能小于在D点的电势能，故C错误；

D、A、C两点在同一等势面上，D、A间与D、C间的电势差相等，由W=qU，将一电子由D点分别移动到A、C两点，电场力做功相同，故D正确；

本题要掌握点电荷电场线和等势面的分布情况，考查电场强度、电势差、电势能、电场力做功等知识点的掌握及学生空间想象能力．

二．填空题（共1小题）

9．（2014秋•南关区校级月考）如图所示，细线悬挂一带正电的小球，处于水平向右的匀强电场中，在电场力作用下，小球从最低点a由静止开始运动，在a运动到b的过程中，电势能　减小　，重力势能　增大　，机械能　增大　．（填“增大”、“减小”或“不变”）

匀强电场中电势差和电场强度的关系；

根据动能定理判断合力做功情况，结合电场力做功判断电势能的变化，根据重力做功判断重力势能的变化．

因带正电从a摆到b的过程中，电场力做正功，电势能减小．重力做负功，则重力势能增加，除重力外电场力做正功，则机械能增加．

故答案为：

减小，增大，增大，

解决本题的关键知道合力做功等于动能的变化量，重力做功等于重力势能的减小量，电场力做功等于电势能的减小量

三．解答题（共2小题）

10．（2014春•攸县校级期末）如图所示，在水平向右的匀强电场中的A点，有一个质量为m、带电荷量为﹣q的油滴以速度v竖直向上运动．已知当油滴经过最高点B时，速度大小也为v．求：

电场强度．菁优网版权所有

（1）油滴在电场中受到重力和电场力，两个力都是恒力，运用运动的分解法研究，将油滴的运动分解为水平和竖直两个方向研究，根据匀变速直线运动平均速度公式列出两个方向的位移，得到两个位移的关系，再根据动能定理列式求解E．

（2）根据动能定理求解A、B两点间的电势差．

（1）油滴在水平方向受到电场力，做初速度为零的匀加速直线运动；

竖直方向上做匀减速直线运动．

根据分运动与合运动的等时性以及匀变速直线运动平均速度公式有：

竖直方向有：

h=

①

水平方向有：

x=

②

所以得：

h=x③

由动能定理：

qEx﹣mgh=0④

得到：

E=

⑤

（2）由动能定理得：

qUAB+mgh=0⑥

且竖直方向有：

﹣mgh=0﹣

mv2⑦

UAB=﹣

⑧

答：

（1）场强E的大小为

；

（2）A、B两点间的电势差为﹣

．

本题考查运动的合成与分解，掌握运动学公式和动能定理的应用，理解电场力做功与电势差之间的关系．

（1）微粒在匀强电场中受到重力和电场力两个力作用，根据动能定理求出AB两点间的电势差UAB；

（2）将微粒的运动分解为水平和竖直两个方向：

水平方向做匀加速运动，竖直方向做竖直上抛运动，两个分运动时间相同．运用平均速度列出两个方向的位移，求出A、B沿电场线方向的距离．再由公式U=Ed求出电场强度．

（1）根据动能定理得

qUAB﹣mgh=

得到

=

V=﹣10V

水平方向做匀加速运动，竖直方向做竖直上抛运动．设A、B沿电场线方向的距离为d．则有

竖直方向：

，

水平方向：

d=

得到d=h=0.02m

所以匀强电场的场强E的大小E=

（1）AB两点间的电势差UAB=﹣10V．

（2）匀强电场的场强E的大小是500V/m．

涉及到电势差的问题，常常要用到动能定理．本题的难点在于运动的处理，由于微粒受到两个恒力作用，运用运动的分解是常用的方法．