2017-2018学年高二物理粤教版选修3-1课后训练:第一章 3和4节打包

文档属性

名称 2017-2018学年高二物理粤教版选修3-1课后训练:第一章 3和4节打包
格式 zip
文件大小 6.2MB
资源类型 教案
版本资源 粤教版
科目 物理
更新时间 2017-05-25 09:03:25

文档简介

电势和电势差练习
一、单项选择题
1.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10-9
C,在静电场中由a点移到b点过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0×10-5
J,质点的动能增加了8.0×10-5
J,则a、b两点间电势差Uab为p(  ).
A.3.0×104
V
B.1.0×104
V
C.4.0×104
V
D.7.0×104
V
2.如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带电的小球在该电场中运动,不计小球所受的重力和空气阻力,实线表示该带正电的小球的运动轨迹,小球在a点的动能等于20
eV,运动到b点时的动能等于2
eV,若取c点为零电势点,则这个带电小球的电势能等于-6
eV,它的动能等于(  ).
A.16
eV
B.14
eV
C.6
eV
D.4
eV
3.如图所示,匀强电场的方向水平向右,一个质量为m、电荷量为+q的小球,以初速度v0从a点竖直向上射入电场中,小球通过电场中的b点时速度为2v0,方向恰好水平向右.由此可以判定a、b两点间的电势差是(  ).
A.
B.
C.
D.
二、双项选择题
4.下面说法中正确的是(  ).
A.正电荷由电势高的点移到电势低的点,电势能减小
B.负电荷由电势高的点移到电势低的点,电势能减小
C.电场力对正电荷做正功,正电荷的电势能减小
D.电场力对负电荷做正功,负电荷的电势能增大
5.一负电荷仅受电场力的作用,从电场中的A点运动到B点.在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能EpA、EpB之间的关系为(  ).A.EA=EB
B.EA<EB
C.EpA=EpB
D.EpA>EpB
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和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(  ).
A.b点场强大于d点场强
B.b点场强小于d点场强
C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
三、非选择题
7.在电场中把一个电荷量为-6×10-8
C的点电荷从A点移动到B点,电场力做功为-3×10-5
J,将此电荷从B移动到C点,电场力做功4.5×10-5
J,求A、C两点间的电势差.8.如图所示,质量为m、带电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑.已知q Q,AB=h,小球滑到B点时速度大小为.
求:(1)小球由A到B的过程中电场力做的功;
(2)AC两点的电势差.
参考答案
1.答案:B 解析:由动能定理可得:W+qUab=ΔEk
2.答案:B 解析:设相邻两等势面间的电势差为U,小球的电荷量为q,小球从a到b和从b到c分别根据动能定理得:
-q·3U=Ekb-Eka,
qU=Ekc-Ekb
解得
因为c点为零电势点,所以小球在c点时的电势能Epc=qφc=0,小球在电场中运动时,只有电场力做功,因此有W电=ΔEk.同时,W电=-ΔEp,所以ΔEk+ΔEp=0,即只有电场力做功时,小球的动能与电势能的总和保持不变.
设小球电势能为-6
eV时,在电场中的P点位置,由于小球的动能与电势能的总和保持8
eV不变,所以只有Ek+Ep=8
eV,解得Ek=8
eV-Ep=8
eV-(-6
eV)=14
eV.
3.答案:D 解析:电荷上升到b点时竖直速度变为0,则竖直方向有,从a到b过程电场力做功Wab=qUab,重力做功WG=-mgh,从a到b过程由动能定理Wab+WG=
可得,D正确.
4.答案:AC 解析:电荷电势能的变化(无论正电荷还是负电荷)就看电场力做功,只要电场力做正功,无论正电荷还是负电荷,电势能都减小,所以C项正确,D项错误;电荷由电势高的A点移到电势低的B点,则UAB=φA-φB>0,对于正电荷,电势能的变化ΔEp=EpA-EpB=qUAB>0,说明电势能减小,对于负电荷ΔEp=EpA-EpB=-qUAB<0,说明电势能增大,A项正确,B项错误.
5.答案:AD 解析:关键信息“……负电荷仅受电场力……做初速度为零的匀加速直线运动……”所以,由牛顿第二定律:,可知EA=EB,而且从关键信息中判断:电场力做正功,依据电场力与电势能的关系,进一步明确该电荷在A、B两点的电势能的关系是EpA>EpB.
6.答案:BC 解析:根据电场线分布规律可知,d点场强大于两电荷连线的中点O的场强,而O的场强大于b的场强,所以b的场强小于d的场强,选项B正确;由于电场关于MN对称,所以ab的电势差等于bc的电势差,选项C正确;从a到c移动试探正电荷,电场力做正功,电势能减小,选项D错误.
7.答案:-250
V
解析:利用电场力的功和电势差的关系知
则UAC=UAB+UBC=500
V-750
V=-250
V.
8.答案:(1) (2)
解析:(1)对于小球由A→B的过程,重力对其做正功,又由正点电荷的电场分布及方向可知,电场力对其做正功.小球由静止下滑,则由动能定理,有:
mgh+W电=-0

(2)由题图可知,B、C在同一等势面上,所以A、C两点的电势差等于A、B两点的电势差,由A到B的过程中,电场力对小球做功W电=qUAB
所以.电场强度练习
一、单项选择题
1.当在电场中某点放入电荷量为q的正试探电荷时,测得该点的场强大小为E,若在同一点放入电荷量为q′=2q的负试探电荷时,测得该点的场强(  ).
A.大小为2E,方向与原场强相同
B.大小为2E,方向与原场强相反
C.大小为E,方向与原场强相同
D.大小为E,方向与原场强相反
2.用长为L的细线将质量为m的带电小球P悬挂在O点.当空中有方向为水平向右,场强大小为E的匀强电场时,小球偏转θ后处在静止状态.则下列说法正确的是(  ).
A.小球带负电
B.剪断绳子后小球做匀速直线运动
C.电场强度E=mgtan
θ/q
D.绳子的拉力F=mg/sin
θ
3.如图所示,P、Q为两个点电荷,P带正电、Q带负电.它们所带电荷量相等,设电荷量为q.二者相距为L,O为P、Q连线的中心,那么在P、Q连线上的各点(  ).
A.O点的场强最大,大小为
B.O点的场强最大,大小为
C.O点的场强最小,大小为D.O点的场强最小,大小为0
4.如图甲,AB是一条点电荷电场中的电场线,图乙则是放在电场线上a、b处正的检验电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数曲线,由此可以判定(  ).
A.场源是正电荷,位置在A侧
B.场源是正点荷,位置在B侧
C.场源是负电荷,位置在A侧
D.场源是负电荷,位置在B侧
5.在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个点电荷时,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C.如图所示,拿走C处的点电荷后,A处电场强度的情况将是(  ).
A.大小仍为E,方向由A指向B
B.大小变为,方向不变
C.大小仍为E,方向沿BA向外
D.无法确定
二、双项选择题
6.关于点电荷Q产生电场的电场强度,以下说法正确的有(  ).
A.在以点电荷Q为圆心的同一圆弧上两点场强一定相同
B.在点电荷Q周围同一电场线上两点场强一定相同
C.凡是与电荷Q的距离相等的位置处场强大小一定相等
D.若同一电荷在某点的电场力大,则该点处的场强一定大
三、非选择题
7.如图所示,已知QA=1.0×10-10
C,A、B两小球相距3
cm,均用细绝缘线悬挂,在水平方向匀强电场中保持静止,悬线呈竖直方向,则匀强电场的电场强度大小为______,方向______.
8.如图所示,质量m=2.0×10-3
kg的带电小球用绝缘细线竖直地悬挂于电场中,当小球的电荷量为q1=1.0×10-4
C时,悬线中的张力为T1=1.5×10-2
N,g取10
N/kg,则小球所在处的场强为多大?当小球的带电荷量为q2=-1.0×10-4
C时,悬线中的张力T2为多大?
9.如图所示,A为竖直放置的带正电的金属圆板,半径为r,电荷量为Q,在距板也为r的O点,用长为L的绝缘丝线悬挂一质量为m的小球,今给小球带上正电荷q后,悬线偏离竖直方向θ角处于静止状态,此时小球与板心连线恰好与板垂直,则小球所在处的电场强度大小、方向如何?
参考答案
1.答案:C 解析:电场中某点的电场强度由电场本身性质决定,与试探电荷无关.
2.答案:C
3.答案:C 解析:根据等量异种电荷电场的电场线分布特点可知,O点所在区域电场线分布较疏,故O点场强最小.电场强度是矢量,点O处场强应是由两个等量异种电荷独立地在O处产生场强的矢量和.
等量异种电荷在其中点处产生的场强具有对称性,两点电荷在O处产生的场强大小均为,方向均由O指向Q点.故在O点的合场强大小为,方向由O指向Q点.
4.答案:A 解析:检验电荷为正电荷,而Fa、Fb均为正值,所以场强E与Fa、Fb同向,即由A指向B,如果场源为正电荷必在A侧,场源是负电荷必在B侧;又因Fb<Fa,检验电荷q所在点a应距场源电荷较近,于是可以断定选项A正确.5.答案:C 解析:根据矢量合成法则可推理知,在B、C两处同时存在场电荷时,合电场场强方向沿平行BC的方向,说明B、C两处电荷在A处独立产生的场强大小相等,方向均与合场强成60°,根据矢量三角形可求出B、C在A处的电场强度大小均为E.当撤去C处场电荷时,只剩下B处场电荷,此时A处场强大小为E,方向沿BA方向向外.
6.答案:CD 解析:电场强度是描述电场力的性质的物理量,它是矢量.在以点电荷为圆心的同一圆弧上各点场强大小相等但方向不同,故不能说场强相同.在同一电场线上有两点场强方向相同但其大小不同,故场强也不同.
7.答案:103
N/C 向左
解析:小球A带正电,小球B带电未知,两小球均处于平衡状态,每个小球在水平方向所受合外力为零.如果两球均带正电,两球之间的库仑力方向相反,而所受电场的作用力方向相同,有一个小球不能停在图中所示的位置.由此可知小球B一定带负电.B球所受匀强电场的作用力方向一定向右,而电场强度的方向一定向左.

即电场强度大小为103
N/C,方向向左.
8.答案:50
N/C 2.5×10-2
N
解析:小球的重力G=mg=2.0×10-2
N
由题意知,悬线处于竖直方向上,悬线拉力T1=1.5×10-2
N<G,故电场力F的方向应竖直向上.
则F+T1=G,得F=G-T1=5×10-3
N
小球所在处的场强
当q2=-1.0×10-4
C时,电场力F′=Eq2=5×10-3
N,方向竖直向下,此时悬线中的张力为T2=G+F′=2.5×10-2
N.
9.答案: 方向水平向右
解析:根据对称性可知金属板在小球所在处场强方向应水平向右,对小球受力分析如图所示,根据平衡条件有mgtan
θ=qE,则.