高中物理鲁科版选修3-1课时作业 第2章 第3节 电势差 Word版含解析

第2章 电势能与电势差
第3节 电势差

一、选择题
1．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是(　　)
A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定
B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷
量决定
C．电势差是矢量，电场力做的功是标量
D．电场中两点间的电势差等于电场力做功后，电荷减少的电势能
解析：电势差的大小只取决于电场及两点的位置，虽然可由UAB＝公式进行计算，但是并不由WAB和q决定，故A错，B对．电势差和电场力做功都属于标量，C错，移动电荷电场力做正功时电势能减少，做负功时电势能增加，电势差可以理解为：单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功，或单位正电荷从一点移到另一点减少的电势能，故D错．
答案：B
2．关于静电场，下列结论普遍成立的是(　　)
A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向
D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零
解析：在正电荷周围，电场强度大的地方电势高；在负电荷周围，电场强度大的地方电势低．选项A错误．电势高低与电场强度大小无直接关系，选项B错误．场强为零，电势不一定为零．在电场中移动电荷，电场力做功的大小仅与两点间电势差有关，选项D错误。无论哪种电荷产生的静电场，场强方向都指向电势降低最快的方向，选择C正确．
答案：C
3．如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v.保持两板间电压不变，则(　　)
A．当增大两板间距离时，v增大
B．当减小两板间距离时，v增大
C．当改变两板间距离时，v不变
D．当减小两板间距离时，电子在两板间运动的时间增大
解析：由动能定理eU＝mv2，当改变两极板距离时，U不变，v就不变，故C正确，A、B不正确，粒子做初速度为零的匀加速直线运动＝，＝，即t＝，当d减小时，电子在板间运动的时间变短，故D选项不正确．
答案：C
4. 如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压U1加速后垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为L.为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量)，可采用的方法是(　　)
A．增大两板间的电势差U2
B．尽可能使板长L短些
C．尽可能使板间距离d小一些
D．使加速电压U1升高一些
解析：eU1＝mv，电子经U2偏转，a＝，L＝v0t，h＝at2，联立得：＝，增大L，减小d，或减小U1都可使增大，故C正确．
答案：C
5．两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一个电荷量为2 C，质量为1 kg的物块(可视为点电荷)从C点由静止释放，其运动的v－t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是(　　)
A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝1 N/C
B．由C点到A点的过程中物块的电势能先减小后变大
C．由C点到A点的过程中电势逐渐升高
D．A、B两点间的电势差UAB＝5 V
解析：由v－t图线可知带电物块在B点的加速度最大，为a＝＝2 m/s2，故物块在B点所受的电场力最大，为F＝ma＝2 N，B点为中垂线上电场强度最大的点，据E＝知，B点的场强为1 N/C，故A正确；据v－t图象可知带电物块的速度不断增大，电场力做正功，电势能一直减小，故B错误；据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐降低，则UAB<0，故C、D错误．
答案：A
6. (多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确的有(　　)
A．q1和q2带有异种电荷
B．x1处的电场强度为零
C．负电荷从x1移到x2，电势能减小
D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大
解析：φ－x图线上某点的切线斜率的绝对值表示场强的大小，由题图可知从x1到x2过程中，图线切线斜率变小，到x2处斜率为0，即场强从x1到x2一直减小，且Ex2＝0，电场力F＝Eq，负电荷从x1移动到x2，受到的电场力减小，选项B、D错误；沿x轴方向电势由负到正，故x轴上的两个点电荷q1、q2为异种电荷，选项A正确；由图可知φx1<φx2，负电荷由低电势处到高电势处，电场力做正功，电势能减小，选项C正确．
答案：AC
7．如图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是(　　)
解析：由图(b)及图(c)知，当UY为正时，Y板电势高，电子向Y偏，而此时UX为负，即X′板电势高，电子向X′板偏，所以选B.
答案：B
8. (多选)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是(　　)
A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行
B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为
C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为
D．若W1＝W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势
差
解析：根据电场力做功与电势能变化量的关系有W1＝q(φa－φb)①，W2＝q(φc－φd)②，WMN＝q(φM－φN)③，根据匀强电场中“同一条直线上两点间的电势差与两点间的距离成正比”的规律可知，UaM＝UMc，即φa－φM＝φM－φc，可得φM＝④，同理可得φN＝⑤，联立①②③④⑤式可得：WMN＝，故B项正确．若W1＝W2，则φa－φb＝φc－φd，结合④⑤两式可推出φa－φM＝φb－φN，故D项正确．由题意无法判定电场强度的方向，故A、C项均错误．
答案：BD
二、非选择题
9．示波管荧光屏上显示出一条完整的正弦曲线，是在什么条件下得到的？这时，如果使扫描电压的周期分别增大为原来的2倍、3倍，那么荧光屏上将显出什么样的图线？
答案：扫描电压的周期与正弦电压相等，且起始时刻相同；2个、3个稳定的正弦波形．
10．如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间距为2 cm，两点的连线与场强方向成60°角．将一个带电荷量为2×10－5C的负电荷由A移到B，其电势能增加了0.1 J．则：
(1)在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？
(2)A、B两点的电势差UAB为多少？
(3)匀强电场的场强为多大？
解析：(1)根据电场力做功与电势能的变化之间的关系W＝－ΔE，可知把电荷从A点移到B点电场力对电荷做功W＝－ΔE＝－0.1 J．(从力与位移的夹角来看，电场力做负功)．
(2)A、B两点之间的电势差
UAB＝＝ V＝5 000 V.
(3)匀强电场的场强
E＝＝V/m＝5×105 V/m.
答案：(1)－0.1 J　(2)5 000 V　(3)5×105 V/m