2.3 电势差 —鲁科版高中物理选修3-1 作业

第3节
电势差
作业
1．如图所示,MN是电场中某一条电场线上的两点,若负电荷由M移到N时,电荷克服静电力做功,下列说法不正确的是(　　)
A.M点和N点之间一定有电势差
B.M点的电场强度一定大于N点的电场强度
C.电场线的方向从M指向N
D.M点的电势高于N点的电势
2．关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是
(　　)
A．电势差是矢量，电场力做的功是标量
B．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零
C．在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大
D．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零
3．在某电场中，A、B两点间的电势差UAB＝60
V，B、C两点间的电势差UBC＝－50
V，则A、B、C三点电势高低关系是(　　)
A．φA＞φB＞φC
B．φA＜φC＜φB
C．φA＞φC＞φB
D．φC＞φB＞φA
4．对公式E＝的理解，下列说法正确的是(　　)
A．此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差
B．a点和b点间距离越大，则这两点的电势差越大
C．公式中d是指a点和b点之间的距离
D．公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离
5．(多选)如果在某电场中将电荷量为5.0×10-4
C的正电荷,仅在静电力作用下由A点移到B点,静电力做功为2.0×10-3
J,则(　　)
A.电荷在B点的动能比在A点的动能小2.0×10-3
J
B.电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.0×10-3
J
C.A、B两点间电势差为-4
V
D.若在A、B两点间移动一个q=1.0×10-4
C的负电荷,电荷将克服静电力做4.0×10-4
J的功
6．如图所示,有向线段表示电场中的一条电场线,质量为m、电荷量为-q的带电粒子仅在静电力作用下沿电场线向右运动,经过A点时速度为v0,一段时间后到达与A相距为d的B点,速度减为0。下列判断正确的是(　　)
A.A点电势一定高于B点电势,可以求出A点电势
B.A点电势一定高于B点电势,A、B两点间的电势差UAB=
C.粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能,从A到B过程中静电力做的功为
D.粒子在A点受到的静电力一定等于在B点受到的静电力
7.
如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，电荷量为＋10－2
C的粒子在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1
J，若A点电势为－10
V，则下列判断不正确的是(　　)
A．B点的电势为0
B．电场线方向从右向左
C．粒子的运动轨迹可能是轨迹1
D．粒子的运动轨迹可能是轨迹2
8.
如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有
(　　)
A．φA＞φB＞φC
　　　
B．EC＞EB＞EA
C．UAB＜UBC
　　　
D．UAB＝UBC
9．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果电子打在荧光屏上，在P点出现一个稳定的亮斑，那么示波管中的(　　)
A．极板Y应带正电
B．极板Y′应带正电
C．极板XX′上应加一个与时间成正比的电压
D．极板XX′上应加一个恒定不变的电压
10.如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20
cm.把一个电荷量q＝10－5
C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3
J，则该匀强电场的场强大小和方向是(　　)
A．865
V/m，垂直AC向左
B．865
V/m，垂直AC向右
C．1
000
V/m，垂直AB斜向上
D．1
000
V/m，垂直AB斜向下
11．如图所示的电场中,已知A、B两点间的电势差UAB=-20
V。
(1)电荷量q=+5×10-9
C的点电荷Q由A点移动到B点,静电力所做的功是多少?
(2)若电荷量q=+5×10-9
C的点电荷Q在A点的电势能为EpA=5×10-8
J,B点的电势是多少?
12.如图所示，长L＝0.20
m的丝线的一端拴一质量为m＝1.0×10－4
kg、带电荷量为q＝＋1.0×10－6
C的小球，另一端连在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E＝2.0×103
N/C.现将小球拉到与轴O在同一水平面的A点上，然后无初速地将小球释放，取g＝10
m/s2.求：
(1)小球通过最高点B时速度的大小．
(2)小球通过最高点时，丝线对小球的拉力大小．
参考答案：
1、答案：B
解析：负电荷从M移到N时,电荷克服静电力做功,则负电荷所受的静电力的方向是从N到M,则电场线的方向为由M指向N。判断知选项A、C、D正确,B错误。
2、答案：B
解析：电势差是标量，其正负号不表示方向，故A错．两点间的电势差与移动的电荷的电荷量无关，故C错．若两点间移动负电荷时，电场力做正功，则这两点间电势差为负值，故D错，只有B对．
3、答案：C
解析:因为UAB＝φA－φB＝60
V＞0，所以φA＞φB，又UBC＝φB－φC＝－50
V＜0，所以φB＜φC，又UAC＝UAB＋UBC＝60
V＋(－50
V)＝10
V＞0，所以φA＞φC，故φA＞φC＞φB.正确选项为C.
4、答案：D
解析:公式E＝只适用于匀强电场，A错，公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离，a点和b点间距离大，等势面间的垂直距离不一定大，故B、C错，D正确．
5、答案：BD
解析：由A点移到B点,静电力做正功,动能增加,电势能减少,选项A错误,B正确;A、B两点间电势差UAB=4
V,选项C错误;在A、B两点间移动一个q=1.0×10-4
C的负电荷,静电力做功
W=qU=-1.0×10-4×4
J=-4.0×10-4
J,选项D正确。
6、答案：B
解析：由A点到B点,粒子的速度减小,则粒子受的静电力向左,因粒子带负电,故电场线方向向右,A点电势一定高于B点电势,由动能定理得qUAB=,则A、B两点间的电势差UAB=,但求不出A点的电势,A错误,B正确;带负电的粒子在电势低的地方电势能大,故粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能,从A到B过程中静电力做的功为-,C错误;通过一条电场线无法判断电场强度的大小,故无法比较在A、B两点处受到的静电力的大小,D错误。
7、答案：D
解析：正电荷只在电场力作用下从A运动到B，动能损失0.1
J，则电势能增加0.1
J，φA<φB，且电场力做功为WAB＝－0.1
J，
所以UAB＝φA－φB＝＝V＝－10
V。
由于φA＝－10
V，所以φB＝0，A对。
由于正电荷从A向B运动时电场力做负功，所以，正电荷所受电场力方向为沿电场线向左，则电场线的方向为从右向左，B对。
由于微粒只受电场力作用做曲线运动，则电场力一定指向它运动轨迹的内侧，所以它的运动轨迹应为1，而不是2，故C对，D错。
8、答案：ABC
解析：A、B、C三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降低，故φA＞φB＞φC，A正确；由电场线的密集程度可看出电场强度的大小关系为EC＞EB＞EA，B对；电场线密集的地方电势降低较快，故UBC＞UAB，C对，D错．
9、答案:AD
解析:电子受力方向与电场方向相反，因电子向X方向偏转，则电场方向为X到X′，则X带正电，即极板X的电势高于极板X′.同理可知Y带正电，即极板Y的电势高于极板Y′，故A正确，B错误；如果在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压，则电子因受偏转电场的作用，打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动，故C错误，D正确．故选：AD.
10、答案:D
解析：本题考查电场线和等势面的关系，可先确定一个等势面，然后根据电场线和等势面垂直确定电场线．然后根据U＝Ed解得E.把电荷q从A移到B电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线AB即为等势线，场强方向应垂直于等势面．可见，选项A、B不正确．
UBC＝＝V＝－173
V，B点电势比C点低173
V，因电场线指向电势降低的方向，所以场强方向必垂直于AB斜向下，场强大小E＝＝＝
V/m＝1
000
V/m，选项D正确．
11、(1)WAB=qUAB=5×10-9×(-20)
J=-1×10-7
J。
(2)φA=
V=10
V
φB=φA-UAB=10
V-(-20
V)=30
V。
答案(1)-1×10-7
J　(2)30
V
12.解析：(1)小球由A运动到B，其初速度为零，电场力对小球做正功，重力对小球做负功，丝线拉力不做功，则由动能定理有：qEL－mgL＝，vB＝＝2
m/s.
(2)小球到达B点时，受重力mg、电场力qE和拉力TB作用，经计算
mg＝1.0×
10－4×10
N＝1.0×10－3
N
qE＝1.0×10－6×2.0×103
N＝2.0×10－3
N
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