10.3电势差 专题集训-2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册(word含答案)

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名称 10.3电势差 专题集训-2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册(word含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-18 07:18:21

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人教版(2019)电势差精选专题集训
一.选择题(共16小题)
1.关于电势差的说法中,正确的是(  )
A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功
B.1C正电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了1J的功,这两点间的电势差就是1V
C.在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关
D.两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比
2.一个带正电的质点,电量q=3.0×10﹣9C,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,除静电力做功外,质点克服其他力做功6.0×10﹣5J,其动能增加了3.0×10﹣5J,则a、b两点间电势差Uab为(  )
A.1.0×104V B.2.0×104V C.3.0×104V D.﹣3.0×104V
3.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10﹣9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除静电力外,其他力做的功为2.0×10﹣5J,质点的动能增加了8.0×10﹣5J,则a、b两点间的电势差为(  )
A.3.0×104V B.1.0×104V C.4.0×104V D.7.0×104V
4.如果在某电场中将5.0×10﹣8C的正电荷由A点移到B点,电场力做6.0×10﹣3J的功,那么(  )
A.A、B两点间的电势差UAB=2.4×105V
B.A、B两点间的电势差UAB=﹣1.2×1010V
C.A、B两点间的电势差UAB=1.2×105V
D.A、B两点间的电势差UAB=﹣3.0×1010V
5.一电量q=2×10﹣9C的正电荷,在静电场中由a点移到b点的过程中除了电场力外,其它力做功为6×10﹣5J,电荷的动能增加了8×10﹣5J,则a、b两点间的电势差Uab为(  )
A.3×104V B.1×104 V C.4×104 V D.7×104 V
6.关于UAB=和WAB=qUAB的理解,正确的是(  )
A.电场中的A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
B.电场力的功WAB和电量q一定成正比
C.WAB与q、UAB无关,与电荷移动的路径无关
D.UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系
7.如果在电场中某两点间移动电荷量为5×10﹣8C的点电荷,电场力做功6×10﹣3J,这两点间的电势差为(  )
A.1.2×105 V B.1.0×105 V
C.3.0×10﹣11 V D.3.0×10﹣5V
8.关于静电场的电势、电势差和电场强度,下列说法正确的是(  )
A.电场强度的方向不一定处处与等势面垂直
B.电势为零的地方,电场强度可以不为零
C.随着电势逐渐降低,电场强度的大小逐渐减小
D.U=Ed适用于任意电场
(多选)9.如图所示,正六边形ABCDEF的B、D两点各固定一个带正电电量为+q的点电荷,F点固定一个带负电电量为﹣q的点电荷,O为正六边形的几何中心。则下列说法正确的是(  )
A.O点场强为0
B.C点场强方向沿FC方向
C.电子在A点电势能比在O点小
D.OA两点间电势差和OE两点间电势差相等
10.在电场中关于电势差的说法,下列错误的是(  )
A.电场中两点间电势的差值叫做电势差
B.电势差也叫电压
C.电场中两点间电势差的绝对值与零电势点的选取有关
D.电势差是标量,其数值可以为正值,也可以为负值
11.下列各物理量中,与试探电荷有关的量是(  )
A.电场强度E B.电势ρ
C.电势差U D.电场做的功W
12.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(  )
A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA
13.将一电荷量q=2.2×10﹣19C的检验电荷从电场中的A点移至B点,电场力做功W=4.4×10﹣20J,则A、B两点间的电势差U等于(  )
A.0.5V B.0.2V C.5V D.2V
14.将一个电荷量为q的正电荷在匀强电场中从A点移到B点,电场力做功W,则A、B两点之间的电势差等于(  )
A. B. C.qW D.0
15.下列说法正确的是(  )
A.电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关
B.电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压
C.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以UAB=UBA
D.UAB表示B点与A点之间的电势差,即UAB=φB﹣φA
16.将一电荷量为2.0×106C的正电荷从电场中A点移到B点,克服电场力做功8.0×10﹣2J,则A、B两点间的电势差UAB为(  )
A.1.6×104V B.﹣1.6×104V C.4.0×10﹣8V D.﹣4.0×10﹣8V
二.多选题(共2小题)
(多选)17.如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN。P点在y轴右侧,MP⊥ON。则下列说法正确的是(  )
A.M点的电势比P点的电势高
B.将负点电荷由O点移动到P点,电场力做正功
C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D.M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差
(多选)18.图示空间有一静电场,y轴上各点的场强方向沿y轴正方向竖直向下,两小球P、Q用长为L的绝缘细线连接,静止在轴上A、B两点。两球质量均为m,Q球带负电,电荷量为﹣q,A点距坐标原点O的距离为L,y轴上静电场场强大小E=,剪断细线后,Q球运动到达的最低点C与B点的距离为h,不计两球间的静电力作用。则(  )
A.P球带正电
B.P球所带电荷量为﹣4q
C.两点间电势差为
D.剪断细线后,Q球与O点相距3L时速度最大
三.填空题(共2小题)
19.将一带电量为q=2×10﹣3C电荷从电场中的A点移动B点,电场力做功为W=6×10﹣2J,则电场中A、B两点的电势差为   V.
20.把带电荷量为q=2×10﹣10C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,需克服电场力做功8×10﹣8J,若把该电荷从电场中B点移到无限远处,电场力做功2×10﹣8J,取无限远处电势为零.则A点的电势φA=   ;A、B两点的电势差UAB=   。
四.计算题(共5小题)
21.有一个带电荷量q=﹣3×10﹣6C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做6×10﹣4J的功,从B点移到C点,静电力对电荷做9×10﹣4J的功,问:
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?
(2)如以B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?
22.如图所示,C为固定的、电荷量为Q的正点电荷,A、B两点在C的正上方和C相距分别为h和0.25h、将另一质量为m、带电荷量未知的点电荷从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点处的加速度为g,g为重力加速度,静电力常量为k,求:
(1)此电荷所带电荷量q:
(2)此电荷在B点处的加速度的大小和方向;
(3)A、B两点间的电势差。
23.在电场中把一个电荷量为﹣2×10﹣9C的带电粒子从A点移到B点,静电力做功为﹣2×10﹣7J,再把该粒子从B点移到C点,静电力做功为6×10﹣7J。
(1)求A、B间,B、C间,A、C间的电势差;
(2)若规定A点为零势能点,求该粒子在C点的电势能。
24.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,重力加速度为g.求:
场强E的大小及A、B两点间的电势差.
25.有一带电荷量q=﹣3×10﹣6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时克服静电力做功6×10﹣4J,从B点移到C点时静电力做功9×10﹣4J。
(1)求A与B、B与C、C与A间的电势差;
(2)取B点为零电势点,求A、C两点的电势;
(3)比较电荷在A、C两点的电势能的大小。
人教版(2019)电势差精选专题集训
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.关于电势差的说法中,正确的是(  )
A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功
B.1C正电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了1J的功,这两点间的电势差就是1V
C.在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关
D.两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比
【解答】解:A、根据电势差定义公式UAB=分析得知:两点间的电势差等于单位正电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功,故A错误。
B、1C的正电荷从电场中一点移到另一点,如果电场力做了1J的功,由UAB=分析得知这两点间的电势差就是1V,故B正确。
C、根据WAB=qUAB得知在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差有关,故C错误。
D、两点间的电势差是由电场本身决定的,与检验电荷无关,故D错误。
故选:B。
2.一个带正电的质点,电量q=3.0×10﹣9C,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,除静电力做功外,质点克服其他力做功6.0×10﹣5J,其动能增加了3.0×10﹣5J,则a、b两点间电势差Uab为(  )
A.1.0×104V B.2.0×104V C.3.0×104V D.﹣3.0×104V
【解答】解:根据动能定理得
qUab+W其他=△Ek
看到 Uab===3×104V
故选:C。
3.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10﹣9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除静电力外,其他力做的功为2.0×10﹣5J,质点的动能增加了8.0×10﹣5J,则a、b两点间的电势差为(  )
A.3.0×104V B.1.0×104V C.4.0×104V D.7.0×104V
【解答】解:根据动能定理得
qUab+W其他=△Ek
得a、b两点间的电势差 Uab==V=3.0×104V
故选:A。
4.如果在某电场中将5.0×10﹣8C的正电荷由A点移到B点,电场力做6.0×10﹣3J的功,那么(  )
A.A、B两点间的电势差UAB=2.4×105V
B.A、B两点间的电势差UAB=﹣1.2×1010V
C.A、B两点间的电势差UAB=1.2×105V
D.A、B两点间的电势差UAB=﹣3.0×1010V
【解答】解:A、B两点间的电势差=V=1.2×105V.故C正确,ABD错误。
故选:C。
5.一电量q=2×10﹣9C的正电荷,在静电场中由a点移到b点的过程中除了电场力外,其它力做功为6×10﹣5J,电荷的动能增加了8×10﹣5J,则a、b两点间的电势差Uab为(  )
A.3×104V B.1×104 V C.4×104 V D.7×104 V
【解答】解:根据动能定理得:
qUab+W其他=△Ek
得:Uab==V=1×104V
故选:B。
6.关于UAB=和WAB=qUAB的理解,正确的是(  )
A.电场中的A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
B.电场力的功WAB和电量q一定成正比
C.WAB与q、UAB无关,与电荷移动的路径无关
D.UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系
【解答】解:A、C电势差公式UAB=是比值定义法,电场中的A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q和电场力做功均无关。故A错误,D正确;
B、电场中当A、B两点间的电势差是一定时,在电场中A、B两点移动不同的电荷,电场力的功WAB和电量q成正比。故B错误;
C、由公式WAB=qUAB可知,WAB与q、UAB都有关,与电荷移动的路径无关。故C错误;
故选:D。
7.如果在电场中某两点间移动电荷量为5×10﹣8C的点电荷,电场力做功6×10﹣3J,这两点间的电势差为(  )
A.1.2×105 V B.1.0×105 V
C.3.0×10﹣11 V D.3.0×10﹣5V
【解答】解:两点间的电势差为:
U==V=1.2×105V。
故选:A。
8.关于静电场的电势、电势差和电场强度,下列说法正确的是(  )
A.电场强度的方向不一定处处与等势面垂直
B.电势为零的地方,电场强度可以不为零
C.随着电势逐渐降低,电场强度的大小逐渐减小
D.U=Ed适用于任意电场
【解答】解:A、电场强度的方向与电场线方向相同,电场线垂直等势面,则场强方向一定处处与等势面垂直,故A错误;
B、因为电势的零点是人为选取的,电势为零的地方,电场强度可以不为零,例如等量异号电荷连线的中点,故B正确;
C、随着电势逐渐降低,电场强度的大小不一定逐渐减小,例如在匀强电场中沿着电场线方向,故C错误;
D、公式U=Ed只适用于匀强电场,故D错误。
故选:B。
(多选)9.如图所示,正六边形ABCDEF的B、D两点各固定一个带正电电量为+q的点电荷,F点固定一个带负电电量为﹣q的点电荷,O为正六边形的几何中心。则下列说法正确的是(  )
A.O点场强为0
B.C点场强方向沿FC方向
C.电子在A点电势能比在O点小
D.OA两点间电势差和OE两点间电势差相等
【解答】解:设O点到各点的距离为r,则根据几何关系可知正六边形的边长也为r。
A、F点相对于放置﹣2q+q的电荷,所以O点的电场强度相当于在F点放置q′=﹣2q的电荷在O点产生的电场,即EO=,方向沿OF方向,不为零,故A错误;
B、两个正电荷在C点的合电场强度大小为,方向沿OC方向,﹣q在C点的电场强度大小为,方向沿CO方向,故C点场强方向沿FC方向,故B正确;
C、AD是BF的中垂线,B和F点的电荷在AD上各点产生的电势相等且合电势为零,故A点的电势和O点的电势等于D点的电荷产生的,即φO>φA,根据EP=qφ可知电子在A点电势能比在O点大,故C错误;
D、根据对称性可知,A和E点的电势相等,则OA两点间电势差和OE两点间电势差相等,故D正确。
故选:BD。
10.在电场中关于电势差的说法,下列错误的是(  )
A.电场中两点间电势的差值叫做电势差
B.电势差也叫电压
C.电场中两点间电势差的绝对值与零电势点的选取有关
D.电势差是标量,其数值可以为正值,也可以为负值
【解答】解:A、根据电势差的概念可知,电场中两点间电势的差值叫做电势差。故A正确;
B、两点间的电势差,又叫电压。故B正确;
C、两点间电势差的绝对值与零电势点的选取无关。故C错误;
D、电势差是标量,其数值可以为正值,也可以为负值。故D正确。
本题选择错误的,故选:C。
11.下列各物理量中,与试探电荷有关的量是(  )
A.电场强度E B.电势ρ
C.电势差U D.电场做的功W
【解答】解:AB、电场强度和电势是描述电场的性质的物理量,是由电场本身决定的,与试探电荷无关,故AB错误;
C、电势差是电场中两点之间电势的差,是由电场本身决定的,与试探电荷的无关,故C错误;
D、电场力为F=qE,可知静电力既与电场有关,又与试探电荷有关,故D正确。
故选:D。
12.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(  )
A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA
【解答】解:A、B两点间的电势差UAB=φA﹣φB=75V,则φA>φB。
  B、C两点的电势差UBC=φB﹣φC=200V,则φB>φC。
 因UAC=UAB+UBC=275V,则φA>φC.所以φA>φB>φC则A正确
故选:A。
13.将一电荷量q=2.2×10﹣19C的检验电荷从电场中的A点移至B点,电场力做功W=4.4×10﹣20J,则A、B两点间的电势差U等于(  )
A.0.5V B.0.2V C.5V D.2V
【解答】解:在电场中,由电场力做功与电势差的关系公式,可知A、B两点间的电势差U等于,故ACD错误,B正确。
故选:B。
14.将一个电荷量为q的正电荷在匀强电场中从A点移到B点,电场力做功W,则A、B两点之间的电势差等于(  )
A. B. C.qW D.0
【解答】解:根据W=Uq可知,AB间的电势差
U=,故A正确,BCD错误。
故选:A。
15.下列说法正确的是(  )
A.电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关
B.电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压
C.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以UAB=UBA
D.UAB表示B点与A点之间的电势差,即UAB=φB﹣φA
【解答】解:A.电势是相对的,是相对于零电势点而言的,而电势差是绝对的,故A错误;
B.根据电势差的概念可知,电场中两点间电势的差值叫做电势差,又叫电压,故B正确;
CD.UAB=φA﹣φB=﹣UBA,故UAB表示A点与B点之间的电势差,故CD错误。
故选:B。
16.将一电荷量为2.0×106C的正电荷从电场中A点移到B点,克服电场力做功8.0×10﹣2J,则A、B两点间的电势差UAB为(  )
A.1.6×104V B.﹣1.6×104V C.4.0×10﹣8V D.﹣4.0×10﹣8V
【解答】解:A点移到B点克服电场力做功,则电场力做负功为:W=﹣8.0×10﹣2J,
A、B两点间的电势差为:UAB==V=﹣4.0×10﹣8V,故ABC错误,故D正确。
故选:D。
二.多选题(共2小题)
(多选)17.如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN。P点在y轴右侧,MP⊥ON。则下列说法正确的是(  )
A.M点的电势比P点的电势高
B.将负点电荷由O点移动到P点,电场力做正功
C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D.M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差
【解答】解:A、在图中过M、P、N做等势线,可得到过P点的等势线通过M、N之间,因顺着电场线电势降低,则有φM>φP>φN,故A正确;
B、将负电荷由O点移到P点,因UOP>0,所以W=﹣qUOP<0,则负电荷做负功,故B错误;
CD、由图可知,MN间的平均场强小于OM间的平均场强,由U=Ed可知,MN两点间的电势差小于OM两点间的电势差,故C错误,D正确。
故选:AD。
(多选)18.图示空间有一静电场,y轴上各点的场强方向沿y轴正方向竖直向下,两小球P、Q用长为L的绝缘细线连接,静止在轴上A、B两点。两球质量均为m,Q球带负电,电荷量为﹣q,A点距坐标原点O的距离为L,y轴上静电场场强大小E=,剪断细线后,Q球运动到达的最低点C与B点的距离为h,不计两球间的静电力作用。则(  )
A.P球带正电
B.P球所带电荷量为﹣4q
C.两点间电势差为
D.剪断细线后,Q球与O点相距3L时速度最大
【解答】解:A、两球静止时,整体分析,由平衡得:2mg=Fp+FQ,又FQ=,则FP=故P球受电场力向上,也带负电,故A错误;
B、由A项分析知FP=,故,且P带负电,故qP=﹣4q,故B正确;
C、对Q从B到C过程根据动能定理得:mgh﹣qU=0﹣0,解得:U=,故C正确;
D、当加速度为零时速度最大,则有,解得:y=3L,即剪断细线后,Q球与O点相距3L时速度最大,故D正确;
故选:BCD。
三.填空题(共2小题)
19.将一带电量为q=2×10﹣3C电荷从电场中的A点移动B点,电场力做功为W=6×10﹣2J,则电场中A、B两点的电势差为 30 V.
【解答】解:A、B两点的电势差UAB==V=30V;
故答案为:30.
20.把带电荷量为q=2×10﹣10C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,需克服电场力做功8×10﹣8J,若把该电荷从电场中B点移到无限远处,电场力做功2×10﹣8J,取无限远处电势为零.则A点的电势φA= 400V ;A、B两点的电势差UAB= 300V 。
【解答】解:无穷远处某点O的电势为零,根据电场力做功与电势能变化的关系公式WAB=EpA﹣EpB,有WOA=EpO﹣EpA
无穷远处电势能为零,即EpO=0
故EpA=﹣WOA=8×10﹣8J
根据电势的定义式φ=得:φA==V=400V;
把该电荷从无限远处的O点移到电场中B点,需克服电场力做功2×10﹣8J,取无限远处电势为零,根据电场力做功与电势能变化的关系公式WAB=EpA﹣EpB,有
WOB=EpO﹣EpB
无穷远处电势能为零,即EpO=0
故EpB=﹣WOB=2×10﹣8J
根据电势的定义式φ=得:φB==V=100V
故A、B间的电势差为:
UAB=φA﹣φB=400V﹣100V=300V;
故答案为:400V;300V
四.计算题(共5小题)
21.有一个带电荷量q=﹣3×10﹣6C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做6×10﹣4J的功,从B点移到C点,静电力对电荷做9×10﹣4J的功,问:
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?
(2)如以B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?
【解答】解:(1)AB间的电势差为:
UAB==V=200V,
BC间的电势差为:
UBC==V=﹣300V,
CA间的电势差为:
UCA=φC﹣φA=φC﹣φB+φB﹣φA=UCB+UBA=﹣(300V)﹣200V=100V;
(2)取B点电势为零,根据电势差的定义公式,有:
UAB=φA﹣φB=200V,φA=200V
UBC=φB﹣φC=﹣300V,φC=300V
A点的电势能等于电荷从A点移到B点,静电力做的功,即﹣6×10﹣4J;
C点的电势能等于电荷从C点移到B点,静电力做的功,即﹣9×10﹣4J;
答:(1)AB间的电势差为200V,BC间的电势差为﹣300V,CA间的电势差为100V;
(2)若取B点电势为零,则A、C两点的电势各为200V和300V;电荷在A、C两点的电势能各为﹣6×10﹣4J和﹣9×10﹣4J.
22.如图所示,C为固定的、电荷量为Q的正点电荷,A、B两点在C的正上方和C相距分别为h和0.25h、将另一质量为m、带电荷量未知的点电荷从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点处的加速度为g,g为重力加速度,静电力常量为k,求:
(1)此电荷所带电荷量q:
(2)此电荷在B点处的加速度的大小和方向;
(3)A、B两点间的电势差。
【解答】解:(1)由于点电荷由A到B的运动过程中,是先加速,后减速,故其必为正电荷;设其电荷量为q,由牛顿第二定律,在A点时有:
mg﹣k=m
解得:q=
(2)设该电荷在B点时的加速度大小为aB,则有:
﹣mg=maB
解得:aB=7g,方向竖直向上。
(3)从A到B过程,由动能定理:mg (h﹣0.25h)+qUAB=0
故UAB=﹣
答:(1)此电荷所带电荷量为:
(2)此电荷在B点处的加速度的大小为7g,方向竖直向上;
(3)A、B两点间的电势差为﹣。
23.在电场中把一个电荷量为﹣2×10﹣9C的带电粒子从A点移到B点,静电力做功为﹣2×10﹣7J,再把该粒子从B点移到C点,静电力做功为6×10﹣7J。
(1)求A、B间,B、C间,A、C间的电势差;
(2)若规定A点为零势能点,求该粒子在C点的电势能。
【解答】解:(1)AB间的电势差:UAB==V=100V;
BC间的电势差:UBC==V=﹣300V
则AC间的电势差为:UAC=UAB+UBC=100V﹣300V=﹣200V
(2)若φA=0,由UAC=φA﹣φC
可得:UAC=φA﹣φC=﹣200V,解得:φC=200V
电荷在C点的电势能:EC=qφC=﹣2×10﹣9×200=﹣4×10﹣7 J
答:(1)A、B两点间的电势差为100V,B、C两点间的电势差为﹣300V,A、C两点间的电势差为﹣200V;
(2)若以A点电势为零,则电荷在C点的电势能为﹣4×10﹣7 J。
24.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,重力加速度为g.求:
场强E的大小及A、B两点间的电势差.
【解答】解:(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=x ③
由动能定理:qEx﹣mgh=0 ④
得到:E=⑤
(2)由动能定理得:qUAB+mgh=0 ⑥
且竖直方向有:﹣mgh=0﹣mv2⑦
得到:UAB=﹣⑧
答:(1)场强E的大小为;
(2)A、B两点间的电势差为﹣.
25.有一带电荷量q=﹣3×10﹣6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时克服静电力做功6×10﹣4J,从B点移到C点时静电力做功9×10﹣4J。
(1)求A与B、B与C、C与A间的电势差;
(2)取B点为零电势点,求A、C两点的电势;
(3)比较电荷在A、C两点的电势能的大小。
【解答】解:(1)负点电荷从电场中的A点移到B点时克服静电力做功为6×10﹣4J,则电场力做功为WAB=﹣6×10﹣4J
A与B间的电势差为 UAB==V=200V
B与C间的电势差为 UBC==V=﹣300V
C与A间的电势差为 UCA=﹣UAC=﹣(UAB+UBC)=﹣(200﹣300)V=100V
(2)取B点为零电势点。
由UAB=φA﹣φB,得A点的电势为 φA=UAB=200V
由UBC=φB﹣φC,得C点的电势为 φC=﹣UBC=300V
(3)电荷从A点移到C点静电力做的功为 WAC=WAB+WBC=﹣6×10﹣4J+9×10﹣4J=3×10﹣4J
所以电荷的电势能减少,则点电荷在A点的电势能大。
答:
(1)A与B、B与C、C与A间的电势差分别为200V、﹣300V、100V;
(2)取B点为零电势点,A、C两点的电势分别为200V和300V;
(3)电荷在A点的电势能大。