2020--2021（新教材）鲁科版物理必修第三册第二章 电势能与电势差练习含答案

2020--2021（新教材）鲁科版物理必修第三册第二章
电势能与电势差练习含答案
（新教材）鲁科版必修第三册第二章
电势能与电势差
1、下列说法正确的是
(　　)
A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同
B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零
C.正电荷沿着电场线方向运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷做负功
D.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立
2、下列关于电势高低的判断,哪些是正确的
(　　)
A.正电荷从A移到B时,其电势能增加,A点电势一定较低
B.正电荷只在静电力作用下从A移到B,A点电势一定较高
C.负电荷从A移到B时,外力做正功,A点电势一定较高
D.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点电势一定较低
3、对关系式
Uab=Ed
的理解,正确的是
(　　)
A.式中的d是a、b两点间的距离
B.a、b两点间距离越大,电势差越大
C.d是a、b两个等势面的距离
D.此式适用于任何电场
4、如图所示,正电子垂直电场方向入射到匀强电场中,不计重力,正电子
做(　　)
A.匀速直线运动
B.匀加速直线运动
C.向下偏转的曲线运动
D.向上偏转的曲线运动
5、电容器是一种重要的电学元件,某电容器的电容为C,当加在两极板两端的电压为U时,电容器所带的电荷量为Q。
现将电压
U
减小,则(　　)
A.C
不变　　　　　　　　
B.C减小
C.Q
不变
D.Q
增大
6、如图所示,三个等量点电荷分别固定在正三角形的三个顶点上,其电性如图所示,P点为A、B连线的中点,若规定无穷远处为电势零点,下列说法正确的
是
(　　)
A.P点的电势为零
B.P点的电场方向由P指向A
C.若将C点的电荷沿CP连线向P点移动,静电力对其做正功
D.若将一负检验电荷沿PC连线由P点向C点移动,该检验电荷的电势能减少
7、如图所示,匀强电场场强为E,
A与B两点间的距离为d,
AB与电场夹角为α,则A与B两点间的电势差为
(　　)
A.Ed
B.Edcosα
C.Edsinα
D.Edtanα
8、原来都是静止的和粒子,经过同一电压的加速电场后,它们的速度大小之比为
(　　)
A.1∶　　　B.1∶2　　　C.∶1　　　D.1∶1
9、如图所示为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40
V降低到36
V,对电容器来说正确的是(　　)
A.是充电过程
B.是放电过程
C.该电容器的电容为5.0×10-2
F
D.该电容器的电量变化量为0.20
C
10、如图所示,实线表示某电场的电场线,虚线表示等势线,A、B、C
是电场中的三点,下列关于电场强度
E和电势φ的大小关系正确的是
(　　)
A.EAEA
C.φA>φC
D.φB>φA
11、如图所示,实线为电场线,虚线表示等势面,φa=50
V,φc=20
V,则a、c连线的中点b的电势φb
(　　)
A.等于35
V
B.大于35
V
C.小于35
V
D.等于15
V
12、将一个电荷量为1.0×10-8
C的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.0×10-8
J,现将该电荷从A点移到B点,电场力做功1.0×10-8
J。试求电场中A、B两点的电势。(取无穷远处为零电势点)
13、如图所示,真空中有一对平行金属板,间距为d,接在电压为U的电源上,质量为m、电荷量为q的正离子穿过正极板上的小孔以v0进入电场,到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。(不计重力)
(1)离子的加速度多大?做什么运动?
(2)离子到达负极板时的速度多大?试用两种方法求解。
2020--2021（新教材）鲁科版物理必修第三册第二章
电势能与电势差练习含答案
（新教材）鲁科版必修第三册第二章
电势能与电势差
1、下列说法正确的是
(　　)
A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同
B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零
C.正电荷沿着电场线方向运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷做负功
D.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立
【解析】选B。电荷在电场中移动时,静电力对电荷做功与电荷运动路径无关,只与始末位置有关,故选项A错误;电荷在电场中运动一段时间后,又回到了该点,因为电荷始末位置相同,故此过程中静电力对电荷做功为零,故B正确;电场强度的方向是正电荷的受力方向,是负电荷受力的反方向,当负电荷逆着电场线运动时,负电荷所受静电力方向与负电荷运动方向相同,故对负电荷做正功,故C错误;静电力对电荷做正功,电荷电势能减小,静电力对电荷做负功,电荷电势能增大,能量守恒定律在电场中成立,故D错误。所以选B。
2、下列关于电势高低的判断,哪些是正确的
(　　)
A.正电荷从A移到B时,其电势能增加,A点电势一定较低
B.正电荷只在静电力作用下从A移到B,A点电势一定较高
C.负电荷从A移到B时,外力做正功,A点电势一定较高
D.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点电势一定较低
【解析】选A。正电荷从A移到B时,其电势能增加,静电力做负功,电荷逆着电场线运动,A点电势一定较低。故A正确。正电荷只在静电力作用下从A移到B,电荷不一定从高电势处向低电势处运动,A点电势不一定较高,还取决于电荷的初速度。故B错误。负电荷从A移到B时,外力做正功,A点电势不一定较高,故C错误。负电荷从A移到B时,电势能增加,电荷顺着电场线运动,A点电势一定较高。故D错误。
3、对关系式
Uab=Ed
的理解,正确的是
(　　)
A.式中的d是a、b两点间的距离
B.a、b两点间距离越大,电势差越大
C.d是a、b两个等势面的距离
D.此式适用于任何电场
【解析】选C。公式Uab
=Ed只适用于匀强电场,其中d为沿场强方向上的距离或过a、b两点的两个等势面间的距离,故C正确,A、B、D错误。故应选C。
4、如图所示,正电子垂直电场方向入射到匀强电场中,不计重力,正电子
做(　　)
A.匀速直线运动
B.匀加速直线运动
C.向下偏转的曲线运动
D.向上偏转的曲线运动
【解析】选D。正电子带正电,所受的电场力与场强方向相同,即竖直向上,且电场力与初速度垂直,所以正电子做类平抛运动,是一种匀变速曲线运动,故A、B错误。正电子所受的电场力向上,所以正电子做向上偏转的曲线运动,故C错误,D正确。故选D。
5、电容器是一种重要的电学元件,某电容器的电容为C,当加在两极板两端的电压为U时,电容器所带的电荷量为Q。
现将电压
U
减小,则(　　)
A.C
不变　　　　　　　　
B.C减小
C.Q
不变
D.Q
增大
【解析】选A。电容器的电容C=,所以当电压减小时,电容器的电容C不变,故A正确,B错误;根据Q=CU可知,当电压U减小时,电容器上的电荷量Q减小,故C、D错误。
6、如图所示,三个等量点电荷分别固定在正三角形的三个顶点上,其电性如图所示,P点为A、B连线的中点,若规定无穷远处为电势零点,下列说法正确的
是
(　　)
A.P点的电势为零
B.P点的电场方向由P指向A
C.若将C点的电荷沿CP连线向P点移动,静电力对其做正功
D.若将一负检验电荷沿PC连线由P点向C点移动,该检验电荷的电势能减少
【解析】选D。规定无穷远处为电势零点,将一电荷沿着CP的方向移到无穷远处,静电力做功不为零,所以P点的电势不为零。故A错误;根据电场强度叠加原理,P点电场强度方向应该斜向左下方。故B错误;CP是电荷AB的等势面,若将C点的电荷沿CP连线向P点移动,静电力对其不做功。故C错误;若将一负检验电荷沿PC连线由P点向C点移动,静电力做正功,该检验电荷的电势能减少。故D正确。
7、如图所示,匀强电场场强为E,
A与B两点间的距离为d,
AB与电场夹角为α,则A与B两点间的电势差为
(　　)
A.Ed
B.Edcosα
C.Edsinα
D.Edtanα
【解析】选B。根据U=Ed,电势差等于电场强度乘上在场强方向上的距离,则A与B两点间的电势差为Edcosα,故选B。
8、原来都是静止的和粒子,经过同一电压的加速电场后,它们的速度大小之比为
(　　)
A.1∶　　　B.1∶2　　　C.∶1　　　D.1∶1
【解析】选C。根据动能定理得qU=mv2,解得v=,因为两粒子的比荷之比为2∶1,则速度大小之比为∶1,C正确。
9、如图所示为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40
V降低到36
V,对电容器来说正确的是(　　)
A.是充电过程
B.是放电过程
C.该电容器的电容为5.0×10-2
F
D.该电容器的电量变化量为0.20
C
【解析】选B。由Q=CU知,U降低,Q减小,故为放电过程,A错误,B正确;由C==
F=5×10-3
F,可知C错误;ΔQ=CΔU=5×10-3×4
C=0.02
C,D错误。
10、如图所示,实线表示某电场的电场线,虚线表示等势线,A、B、C
是电场中的三点,下列关于电场强度
E和电势φ的大小关系正确的是
(　　)
A.EAEA
C.φA>φC
D.φB>φA
【解析】选D。电场线的疏密程度反映场强的大小,A处电场线最密,场强最大,则有EA>EB,EA>EC,故A、B错误;沿电场线方向电势越来越低,则知φB>φA,因φB=φC,故φC>φA,故C错误,D正确。
11、如图所示,实线为电场线,虚线表示等势面,φa=50
V,φc=20
V,则a、c连线的中点b的电势φb
(　　)
A.等于35
V
B.大于35
V
C.小于35
V
D.等于15
V
【解析】选C。由电场线的疏密可知,Ea>Eb>Ec,则a、b间的平均电场强度大于b、c间的平均电场强度,由公式U=Ed可以判断Uab>Ubc,所以φb<=35
V,则C正确,A、B、D错误。
12、将一个电荷量为1.0×10-8
C的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.0×10-8
J,现将该电荷从A点移到B点,电场力做功1.0×10-8
J。试求电场中A、B两点的电势。(取无穷远处为零电势点)
【解析】因从无穷远处移到A点,电场力做负功,故A点的电势能EpA=2.0×10-8
J
由电势定义式知φA==-2
V
又EpA-EpB=1.0×10-8
J,
故B点的电势能EpB=1.0×10-8
J,
则φB==-1
V。
答案:-2
V　-1
V
13、如图所示,真空中有一对平行金属板,间距为d,接在电压为U的电源上,质量为m、电荷量为q的正离子穿过正极板上的小孔以v0进入电场,到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。(不计重力)
(1)离子的加速度多大?做什么运动?
(2)离子到达负极板时的速度多大?试用两种方法求解。
【解析】(1)离子在电场中只受电场力,做匀加速直线运动,
依牛顿第二定律可知其加速度a===。
(2)方法一:动力学角度,因v2-=2ad,解得:v=。
方法二:功能关系角度,由动能定理得:qU=mv2-m,
解得v=。
答案:(1)　匀加速直线运动　(2)