2.3 电势差 同步练习 (含答案解析) (2)

2.3
电势差
同步练习
1．下列说法中哪些是正确的(　　)
A．沿电场线的方向，场强一定越来越小
B．沿电场线的方向，电势一定越来越低
C．沿电场线方向移动电荷，电势能逐渐减小
D．在电场力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动
解析：选B.沿电场线的方向是电势逐渐降低，但不一定是场强减小的方向，故A错误，B正确；只有沿电场线方向移动正电荷，电势能才减小，负电荷则相反，故C错误；因为不知道电荷的初速度，所以D错误．
2．将电荷由静止释放，只在电场力的作用下运动时，下面的说法正确的是(　　)
A．无论是正电荷还是负电荷，总是由低电势点向高电势点运动
B．无论是正电荷还是负电荷，总是由高电势点向低电势点运动
C．无论是正电荷还是负电荷，总是向电势能减小的方向运动
D．无论是正电荷还是负电荷，总是向电势能增大的方向运动
解析：选C.电荷仅在静电力作用下由静止开始运动，若是正电荷，则沿电势降低的方向运动，若是负电荷，则沿电势升高的方向，但是无论正电荷，还是负电荷，静电力对电荷做正功，其电势能减小，故只有C正确．
3．关于等势面的说法正确的是(　　)
A．电荷在等势面上移动时不受电场力的作用，所以说电场力不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面不一定跟电场线垂直
D．两个等势面永不相交
解析：选D.等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功，所以等势面一定跟电场线垂直，两等势面永不相交．
4．如图所示，带电粒子以平行于极板的速度从左侧中央射入匀强电场，恰好能从右侧擦极板边缘射出电场(不计粒子的重力)．如果粒子的动能变为原来的2倍，要使它们仍能擦极板边缘射出，则可以采取的措施有(　　)
A．将极板的长度变为原来的2倍
B．将两极板间的距离变为原来的
C．将两极板之间的电压变为原来的2倍
D．以上措施均不对
解析：选C.设极板的长度为l，极板间的距离为d，两极板间的电压为U，带电粒子的质量为m，电荷量为q，射入电场时的初速度为v0，粒子在极板间运动的时间为t，则粒子从极板右侧射出时，沿平行极板方向上有：l＝v0t，垂直于极板方向上有：＝×()2＝，故Ek＝.经检验知C正确．
5．如图所示，在沿着x轴正方向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，以r为半径逆时针转动，θ为OA与x轴正方向之间的夹角，则O，A两点之间的电势差为(　　)
A．UOA＝Er
B．UOA＝Ersinθ
C．UOA＝Ercosθ
D．UOA＝
解析：选C.O、A两点间沿匀强电场的方向的距离d＝rcosθ，由公式U＝Ed知UOA＝Ed＝Ercosθ，故选项C正确．
6．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a至c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定(　　)
A．Ea＞Eb＞Ec
B．φa＞φb＞φc
C．φa－φb＝φb－φc
D．Ea＝Eb＝Ec
答案　B
解析　由“沿着电场线的方向，电势越来越低”知：φa＞φb＞φc，断定选项B对；因这一电场线不能肯定就是匀强电场中的电场线，故选项C、D不能断定是否正确；这一电场线也不能断定就是正点电荷形成的电场中的一条电场线，故选项A不能断定是否正确．正确答案为选项B.
7．如图虚线为一匀强电场的等势面.一带负电粒子从A点沿图中直线在竖直平面内自下而上运动到B，不计空气阻力，此过程中粒子能量的变化情况是:动能______，重力势能______，电势能______(填“变大”、“不变”或“变少”)
答案：变小；变大；变大
8．如图所示，带电导体表面A点附近场强，B点附近场强，现将一个带与导体同种电荷的点电荷分别放在A、B两处，并从静止开始释放，则点电荷在A、B两处加速度大小之比为________，点电荷分别所能获得的最大速率之比为________．若将该点电荷由A移到B，电场力做功为_________。
答案：100∶1，1：1，0
9．如图所示，a、b、c、d为某电场中的四个等势面，一带正电的粒子飞入电场后，只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动，由此可知，这四个等势面的电势由高到低的排列顺序是_________，带电粒子经M和N点时，在______点具有较大的电势能．
答案：，N，
10．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为他V，V，V，求D点的电势＝_____________．
答案：9V.
11．在电场中把一个电荷量为6×10－6
C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3×10－5
J，再将电荷从B点移到C点，电场力做功1.2×10－5
J，求A与B、B与C、A与C间的电势差．
解析：电荷从A移到B时，克服电场力做功，表示电场力做负功，相当于在重力场中把物体举高，反抗重力做功，因此电场力做功WAB＝－3×10－5
J，电荷从B移到C，WBC＝1.2×10－5
J.
根据电荷移动时电场力的功和电势差的关系得：
UAB＝＝
V＝5
V
UBC＝＝
V＝－2
V
UAC＝UAB＋UBC＝5
V＋(－2
V)＝3
V.
12．有一带电荷量q＝－3×10－6
C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4
J．从B点移到C点电场力做功9×10－4
J.
(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？
答案　(1)UAB＝200
V　UBC＝－300
V　UCA＝100
V
(2)φA＝200
V　φC＝300
V　EpA＝－6×10－4J
EpC＝－9×10－4J
解析　电荷由A移向B克服电场力做功即电场力做负功，WAB＝－6×10－4
J.
UAB＝＝
V＝200
V.
UBC＝＝
V＝－300
V.
以下同上解法．
(2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB，得φA＝UAB＝200
V.
由UBC＝φB－φC得
φC＝φB－UBC＝0－(－300)
V＝300
V.
电荷在A点的电势能
EpA＝qφA＝－3×10－6×200
J＝－6×10－4
J.
电荷在C点的电势能
EpC＝qφC＝－3×10－6×300
J＝－9×10－4
J.