高中2 电势差精品课件ppt

第十章 静电场中的能量

2.电势差

课后篇巩固提升

基础巩固

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

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。

答案B

2.一个点电荷,从静电场中的a点移到b点的过程中,静电力做功为零,则(　　)

A.a、b两点的电场强度一定相等

B.作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的

C.a、b两点的电势差为零

D.点电荷一定沿直线从a点移到b点

解析由公式Wab=qUab可知,若Wab=0,则一定是Uab=0。选项C正确。

答案C

3.一个电荷量为q=2.0×10-9 C的带正电的质点在静电场中由a点移动到b点过程中,除静电力外,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两点间的电势差Uab为(　　)

A.1×104 V B.-1×104 V

C.4×104 V D.-7×104 V

解析设此过程中静电力对点电荷做的功为Wab,由动能定理可知W外+Wab=ΔEk,即Wab=ΔEk-W外=2.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差为Uab==1.0×104 V,故A正确。

答案A

4.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

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。

答案C

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

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。

答案BD

6.

如图所示,正点电荷电场中有A、B两点,将一电荷量q=+3.2×10-19 C 的检验电荷从电场中的A点移至B点,静电力做功W=+6.4×10-20 J,则A、B两点间的电势差U等于(　　)

A.0.5 V B.0.2 V C.5 V D.2 V

解析A、B两点间的电势差U= V=0.2 V,故选项B正确。

答案B

能力提升

1.三个点电荷电场的电场线分布如图所示,图中a、b两点处的电场强度大小分别为Ea、Eb,电势分别为φa、φb,则              (　　)

A.Ea>Eb,φa>φb

B.Ea<Eb,φa<φb

C.Ea>Eb,φa<φb

D.Ea<Eb,φa>φb

解析由题图可知,a点附近的电场线比b点附近的电场线密,所以Ea>Eb,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,a点所在等势面的电势一定低于b点所在的等势面的电势,即φb>φa,故选项C对。

答案C

2.(多选)如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa、φb和φc,且φa>φb>φc。一带正电的粒子射入该电场中,其运动轨迹如图中KLMN所示,可知(　　)

A.粒子从K到L的过程中,静电力做负功

B.粒子从L到M的过程中,静电力做负功

C.粒子从K到L的过程中,电势能增加

D.粒子从L到M的过程中,动能减少

解析根据a、b、c三个等势面的电势关系及带电粒子的运动轨迹可以判断,该电场是正电荷周围的电场,所以粒子从K到L静电力做负功,电势能增加,A、C对。粒子从L到M的过程中,静电力做正功,电势能减少,动能增加,B、D错。

答案AC

3.(多选)图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子(　　)

A.带负电

B.在c点受力最大

C.在b点的电势能大于在c点的电势能

D.由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化

解析做曲线运动时,合力方向指向轨迹的凹侧,说明粒子带正电,A错误;由库仑定律F=k知离圆心越远,粒子所受的力越小,B错误;粒子从b点到c点过程中,静电力做正功,电势能减小,C正确;点电荷的等势面与虚线重合,依题意得Uab>Ubc,又静电力做功W=qU,则Wab>Wbc,由动能定理得粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化,D正确。

答案CD

4.如图所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h,将一带电小球从A点由静止释放,运动到B点时速度正好又变为0。若此带电小球在A点的加速度大小为g,试求:

(1)此带电小球在B点的加速度;

(2)A、B两点间的电势差(用k、Q和h表示)。

解析(1)这个带电小球必带正电荷,设其电荷量为q,由牛顿第二定律得,在A点时,有mg-=m·g,在B点时,有-mg=maB,解得aB=3g,方向竖直向上。

(2)带电小球从A点运动到B点的过程中,由动能定理得mg(h-0.25h)+qUAB=0,解得UAB=-。

答案(1)3g,方向竖直向上　(2)-