高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量2 电势差课时作业

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量2 电势差课时作业，共21页。试卷主要包含了2电势差 同步训练6，75V/m，故B正确等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年度人教版（2019）必修第三册
10.2电势差 同步训练6（含解析）
1．如图，下列说法正确的是（　　）

A．φA＞φB
B．负电荷在A点时的电势能大于在B点时的电势能
C．UAB＞0
D．负电荷由B移动到A时静电力做正功
2．如图所示，三个等间距的虚线代表三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一粒子在该区域的运动轨迹，对于轨迹中的a、b、c三点，下列说法正确的是（　　）

A．该粒子可能是电子
B．粒子在a点和c点具有相同的动能
C．粒子在从a点运动到c点的过程中动量守恒
D．粒子在b点速度大小为0
3．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻等势线的电势差相等。一个正电荷在等势线C上时具有动能40J，它运动到等势线A上时，速度恰好为零，令等势面B的电势为0，那么该电荷的电势能为8J时，其动能为（　　）

A．32J B．20J C．2J D．12J
4．如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线上关于AB连线对称的两点，在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动，则（　　）

A．AB两点电荷产生的电场在中垂线上合场强从C至D一定先减小后增大
B．小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断增大
C．点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小
D．点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，CD两点的电势差UCD不断变大
5．一带负电的油滴重1.2×10﹣14N，它悬浮在间距为0.64cm的两块平行板正中间，两板间的电势差为240V，则（　　）
A．两平行板之间的匀强电场方向与重力方向相反
B．平行板之间的匀强电场的大小为375V/m
C．该油滴所带的电荷量为两个电子的电荷量
D．只增大平行板之间的电势差，油滴将向下运动
6．如图所示，图中两组曲线中实线代表电场线（方向未画出）、虚线a、b、c代表等势面，已知a与b、b与c之间的电势差相等，b等势面的电势为零，虚线AB是一个电荷量为q＝+4.8×10﹣10C的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，若带电粒子过a、c等势面时的动能分别为4.8×10﹣9J和9.6×10﹣9J，则下列说法正确的是（　　）

A．相邻等势面间的电势差为10V
B．a等势面的电势为5V，c等势面的电势为﹣10V
C．带电粒子一定是从A点运动到B点
D．带电粒子运动到b等势面时电场力的方向一定是沿电场线的切线方向斜向下
7．如图所示，O点是真空中两等量异种点电荷的连线中点，以O为圆心、环面垂直于点电荷连线的圆环上有一点P，下列说法中正确的是（　　）

A．O点电场强度一定为零
B．P点电势一定为零
C．P、O两点电势差为零
D．P、O两点的电场强度一定相等
8．如图所示，在O点放置一个正点电荷Q，ABC为一光滑的竖直绝缘杆，杆与以O为圆心、R为半径的圆（图中虚线）相交于B、C两点，一个带正电的小球穿在杆上，将小球从A点由静止释放，小球的质量为m、电荷量为q。∠BOC＝60°，重力加速度为g，A、C间距离为h，小球通过B点的速度大小为v，则（　　）

A．小球从B到C的过程中机械能守恒
B．小球经过C的速度为
C．小球从A到C的过程中机械能减小了
D．AC两点的电势差为
9．如图甲、乙、丙所示为三种带电体产生的电场线和等差等势面示意图，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中A点和B点电场强度相同
B．乙图中带电体表面上C点和D点电势相等
C．丙图中F点电势大于E点电势，电子在F点电势能比较大
D．甲图中A、B连线中点电势等于
10．如图所示，某电场的等差等势线a、b、c、d是平行等间距的直线，M、N、P、Q为某带电粒子在电场中运动的轨迹与等势线的交点，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A．粒子一定带负电
B．粒子在N、P两点的速度大小可能不相等
C．粒子一定做匀变速曲线运动
D．四个等势面的电势关系是φa＜φb＜φc＜φd
11．如图，实线abc是某一电场中的三个等势面，虚线是一个带正电的粒子的运动轨迹，不计粒子重力，比较此正电荷在AB两点，下列说法正确的是（　　）

A．B点的加速度比A点大 B．B点的速度比A点大
C．B点的电势能比A点大 D．c等势面电势最高
12．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A'、B'、C'、D'作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。下列说法正确的是（　　）

A．AD两点间电势差UAD与A A'两点间电势差UAA'相等
B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点，电场力做正功
C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点，电势能减小
D．带电的粒子从A点移到C'点，沿对角线A C'与沿路径A→B→B'→C'电场力做功相同
13．如图所示，P、Q固定放置两等量异种电荷，b、c、O在P、Q的连线上，e、o为两点电荷中垂线上的点，且ab＝eo，bc＝co，ab⊥bo，ae⊥eo，则（　　）

A．a点电势等于b点电势
B．b点场强大于e点场强
C．电子在a点的电势能大于电子在o点的电势能
D．b、c间电势差大于c、o间电势差
14．用“DSI描绘等量异种点电荷电场中平面上的等势线”的实验。

（1）该实验的电源应选用6V　 　电源（选填：“直流”或“交流”）。
（2）在平整木板上铺有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是　 　纸。
（3）实验时，当两只探针如图a放置，对应计算机实验界面显示如图b，则此时两只探针对应的点在　 　（选填“同一条”或“不同的”）等势线上。
15．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中。

（1）下列各实验步骤中，　 　有错误，应改为　 　；按正确操作步骤排序为　 　（填字母）。
A．在导电纸上画出两电极的连线，在该线上对称地找出等距的5个基准点（abcde），并用探针印在白纸上；
B．连接好电极柱的电路并闭合电键；
C．在木板上先铺上白纸，再铺上复写纸，然后再铺上导电纸，导电面向下；
D．取下白纸，将所找的等势点连成等势线；
E．电压传感器的一个探针接触某基准点不动，另一探针缓慢移动直到显示电势差为零时复印一点，类似找出若干等势点。
（2）在电源接通的情况，ab间电势差Uab和bc间电势差Ubc的大小关系是Uab　 　Ubc（选填“＞”，“＜”或“＝”）
（3）图2示黑点代表实验中各记录点，请将实验结果连成等势线，并画出三条电场线。
16．“用DIS描绘电场的等势线”实验装置如图所示，电源正、负极分别与圆柱形电极A、B连接。
（1）在导电纸上产生的恒定电流场模拟了　 　产生的　 　；用　 　传感器探测等势点。
（2）若用该装置描绘该电场的等差等势线（相邻等势线间电势差相同），下列操作正确的是　 　
（A）在板上自下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸
（B）导电纸有导电物质的一面向下
（C）在电极A、B之间的连线上等距离地选取5个基准点
（D）连接传感器正、负极的红、黑色探针分别接触高、低电势处时示数为正
（3）若以A、B连线为x轴，A、B连线的中点O为坐标原点。将连接传感器正极的红色探针固定在A、B连线中垂线上的某一点，沿x轴移动黑色探针，记录x坐标和相应的传感器示数，y轴坐标表示传感器示数，则作出的y﹣x图线最接近下列哪个图象？　 　


17．把带电荷量2×10﹣8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功2×10﹣6J，若把该电荷从电场中B点移到无限远处，电场力做功8×10﹣6J，取无限远处电势为零。求：
（1）A点的电势；
（2）A、B两点的电势差；
（3）若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点的过程中所做的功。
18．一个电量为q＝2×10﹣8C的正电荷从a移到b，电场力做功为W1＝1.2×10﹣7J，从b移到c，电场力做功为W2＝﹣2.0×10﹣7J．求：
（1）ab、bc间的电势差各为多少；
（2）若以b点的电势为零，则c点的电势为多少？电荷在c点的电势能为多少；
（3）把负电荷q＝﹣1×10﹣8C从a移到c，电场力做的功为多少？
19．如图所示，长为L，倾角为θ的固定光滑绝缘斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，一带电量为+q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面向上匀速运动，重力加速度为g。求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）AC间的电势差UAC的大小。

20．如图所示，某匀强电场的电场强度E＝2.0×104N/C，A、B为同一条电场线上的两点。
（1）现将电荷量q＝+2.0×10﹣8C的检验电荷放在电场中的A点，求该检验电荷在A点所受电场力的大小F；
（2）若A、B两点相距d＝0.10m，求A、B两点间的电势差UAB。

21．如图所示，带电荷量为Q的正电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC的中点。现将一质量为m的带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，
求：（1）小球在A点受到的静电力大小
（2）AB间的电势差

22．如图所示，在真空中有P、M、N三处，将电子（带电量﹣e）从P点移动到M点，克服电场力做功20eV；将电子从M点移动到N点，电场力做功30eV．求：
（1）PM间的电势差UPM和MN间的电势差UMN；
（2）假设M点的电势为零，则P点的电势φP和电子在P点的电势能EP。

23．如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置在两个固定的等量正点电荷P、Q的中垂线上，A、B、C是细杆上的三个点，且AB＝BC＝L；点电荷P、Q到B、C的距离都是L；质量m、电荷量q的有孔带电小球套在杆上，从A点无初速度下滑，小球滑到B点时的速度大小为．若等量点电荷的电荷量为Q（q＜＜Q），静电力常量为k，重力加速度为g。求：
（1）小球带何种电性A、B两点的电势差UAB；
（2）小球到达C点时的速度大小；
（3）小球到达C点的加速度并简单描述小球从B到C的运动情况。


参考与解析
1．【分析】沿电场线的方向，电势降低，由此分析电势的高低关系和电势差的正负；负电荷在电势高的位置电势能小。
【解答】解：A、沿电场线的方向，电势降低，B点电势大于A点电势，故A错误；
B、B点电势大于A点电势，则负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故B正确；
C、沿电场线的方向，电势降低，B点电势大于A点电势，则UAB＜0，故C错误；
D、负电荷受到的电场力方向与电场线的方向相反，所以负电荷由B点移动到A点时电场力做负功，故D错误。
故选：B.
2．【分析】根据三条表示等势面的虚线等间距判断出该电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点的电场力是相同的；由带电粒子的运动轨迹是曲线，可以判断带电粒子受力方向，进而判断电性；根据abc三点的位置关系以及带电粒子的电势能与动能之间的互化，可判断出a、c两点的动能的大小关系。
【解答】解：A、根据电场线与等势面垂直，且指向电势较低的等势面，由图可知，电场的方向向左，根据轨迹弯曲方向可知，带电粒子受到的电场力向左，说明粒子带正电，故A错误；
B、a、c两点电势相同，故粒子电势能相同，根据能量守恒，粒子电势能与动能之和不变，所以粒子在a点和c点具有相同的动能，故B正确；
C、动量守恒是指的一个系统，不是单个的物体，并且粒子在从a点运动到c点的过程中受电场力，不满足动量守恒条件，故C错误；
D、粒子在b点时，直于等势面的速度为零，平行等势面的分速度不为零，故D错误；
故选：B。
3．【分析】由题，相邻等势面间的电势差相等，电荷经过相邻等势面时电场力做功相等，根据动能定理求出电荷经经过等势面B时的动能，确定电荷总能量，再由能量守恒定律求出电势能为8J时它的动能。
【解答】解：由题正电荷在C上时具有动能40J．它运动到等势线A上时，速度为零，由于相邻等势面间电势差相等，由电场力做功公式W＝qU可知，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功大小相等，动能变化大小相等，所以电荷在B上时具有动能为20J，而φB＝0，电荷的电势能为零，则正电荷具有的总能量为E＝20J．根据能量守恒定律得到，电荷在运动过程中，动能与电势能的总量保持不变，所以当该电荷的电势能为8J时，其动能大小为Ek＝20J﹣8J＝12J，故ABC错误，D正确。
故选：D。
4．【分析】在等量同种电荷的电场中，在连线的中垂线上，从中点向两边电场强度先增大后减小。在中垂线上对称的位置上，电势相等，场强大小相等。
【解答】解：A、等量同种电荷的电场在连线中点处合场强为零，即O点的场强为零，在连线的中垂线上，从O点向两边电场强度是先变大后变小，无穷远处场强为零。因为不知道电荷的带电荷量，也不知道两电荷之间的具体距离，所以在中垂线上具体哪一点的场强最大，不能计算出来，所以场强最大的点可能在D点的上方，也可能在D点下方，也可能在D点位置，故A错误；
B、小球带电荷量缓慢减少，则电场力对小球做功会逐渐减小，所以其速率不断减小，故B错误；
C、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则在中垂线上对应的位置场强变大，小球受电场力变大，小球相应的加速度变大，所以小球的周期会变小，故C正确；
D、等量同种电荷的电场具有对称性，既关于两电荷的连线对称，也关于中垂线对称，所以C、D两点的电势始终相等，即UCD＝0，故D错误。
故选：C。
5．【分析】带负电油滴正好在板间静止，受力平衡，由平衡条件分析油滴所受电场力方向，再确定电场方向。
板间场强为E＝，带负电油滴所受电场力为F＝qE，由平衡条件求出该油滴带电量。
【解答】解：A、带负电油滴正好在板间静止，受到重力与电场力平衡，则电场力方向竖直向上，负电荷受力方向与电场强度方向相反，匀强电场方向与重力方向相同，故A错误。
B、平行板之间的匀强电场的大小为E＝＝V/m＝3.75V/m，故B正确。
C、由平衡条件得：qE＝mg，又E＝，得到：q＝mg，代入解得：q＝3.2×10﹣19C＝2e，故C正确。
D、只增大平行板之间的电势差，电场强度增大，向上的电场力增大，油滴将向上运动，故D错误。
故选：C。
6．【分析】带电粒子从a运动到c的过程中，根据动能定理即可求出ac间的电势差，从而判断相邻等势线间的电势差，结合b等势线的电势为零，判断a、b的电势，根据曲线运动中物体所受合力指向轨迹的内侧判断出粒子所受电场力的方向。
【解答】解：A、带电粒子从a运动到c的过程中，根据动能定理得：Uacq＝EKc﹣EKa，解得：Uac＝V＝10V，所以Uab＝Ubc＝5V，故A错误；
B、因为b等势线的电势为零，所以a等势线的电势为5V，c等势线的电势为﹣5V，故B错误；
CD、带电粒子的轨迹向右弯曲，说明粒子所受的电场力大体向右下且沿电场线的切线方向，则带电粒子运动到b等势线时电场力的方向一定是沿电场线的切线方向斜向下，但不能说明粒子就一定从A运动到B，故C错误，D正确；
故选：D。
7．【分析】等量异号电荷的连线的中垂面为等势面，上面任意一点的电势等于无穷远的电势；
根据场强叠加原理可知，任意一点的场强是两电荷场强的矢量和。
【解答】解：A、根据等量异种电荷周围电场的分布情况可知，O点的电场强度是两异种电荷在O点场强的矢量和，不为零，故A错误；
BC、等量异号电荷的连线的中垂面为等势面，上面任意一点的电势等于无穷远的电势，P、O两点电势差为零，但由于电势的相对性，P点电势不一定为零，故B错误，C正确；
D、根据等量异种电荷周围电场的分布情况可知，P、O两点的电场强度不相等，故D错误。
故选：C。
8．【分析】小球下落过程中，受到重力和电场力，由于B、C两点处于同一等势面上，故从B到C过程电场力做功为零；
根据动能定理计算小球到达C点时的速度；
根据总功判断动能变化情况。根据动能定理可以求出小球克服电场力做的功W；根据电场力做功WAB＝qUAB，在已知电场力做功的情况下可以求得AB间的电势差；进而确定A点的电势。
【解答】解：A、小球从B到C过程中，存在电场力做功，机械能不守恒，故A错误；
B、根据几何关系可知：BC＝R，由于B、C两点处于同一等势面上，故从B到C过程电场力做功为零，则小球从B到C的过程，根据动能定理得：，解得：，故B错误；
C、由A点到C点的过程，机械能减少量为 ，故C正确；
D、小球从A到C，重力和电场力做功，由动能定理：mgh+qUAC＝，故：UAC＝，故D错误；
故选：C。
9．【分析】电场强度是矢量，大小方向都相同时电场强度相同；孤立的带电导体本身是一个等势体，其表面是一个等势面；根据EP＝qφ可知，负电荷在电势高的地方电势能小；甲图中A、B在同一个等势面中。
【解答】解：A、电场强度是矢量，甲图中A点和B点电场强度大小相等，方向不同，所以电场强度不相同，故A错误；
B、孤立的带电导体本身是一个等势体，其表面是一个等势面，所以乙图中带电体表面上C点和D点电势相等，故B正确；
C、丙图中下极板带正电，上极板带负电，电场线方向向上，沿电场线方向电势降低，所以丙中F点电势大于E点电势，根据EP＝qφ可知，负电荷在电势高的地方电势能小，所以电子在F点电势能比较小，故C错误；
D、甲图中A、B在同一个等势面中，连线中点电势大于A点或B电的电势，故D错误。
故选：B。
10．【分析】根据曲线的弯曲方向可知粒子的受力方向，进而判断出电场力做功的特点和电势能变化；根据等势面的特点可以判断该电场为匀强电场。
【解答】解：A、因不知道源各等势面电势的高低关系，故不能判断运动粒子的电性，故A错误；
B、由图可知N与P位于同一个等势面上，则粒子在N与P处的电势能相等，所以粒子的动能与速度也是相等的，故B错误；
C、由于等差等势线a、b、c、d是平行等间距的直线，可知噶电场为匀强电场，所以粒子在电场中受到的电场力保持不变，则粒子的加速度不变，所以粒子做匀变速曲线运动。故C正确
D、由于不知道粒子的电性，所以也不能判断各等势面电势的关系，故D错误。
故选：C。
11．【分析】由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即向上方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向上方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场场强大。
【解答】解；A、由相邻等势面之间的电势差相等，从A到B相邻等势面之间距离变大，可知电场变小，电场力变小，加速度减小，故A错误；
B、C、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向上方，根据质点受力情况可知，从A到B过程中电场力做负功，电势能增加，故B点的电势能大于A点的电势能；从A到B过程中电场力做负功，电势能增大，动能减小，故A点的动能大于B点的动能，在A点时的速度大于它在B点时的速度。故B错误，C正确；
D、正电荷在电势高的地方电势能大，故B点的电势能大于A点的电势能，所以，故a等势面的电势最高。故D错误
故选：C。
12．【分析】首先明确在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，在同一等势面上的两点间的电势差为零，而不在同一等势面上的两点间的电势差不为零；电场力做正功还是负功，取决于电荷的电性和始末位置的电势差；在只有电场力做功的情况下，电荷的电势能和动能之和保持不变，即电场力做正功，电势能减少，电荷克服电场力做功，电势能增加；还有就是电场力做功与路径无关，只取决于始末位置间的电势差和电量有关。
【解答】解：A、电场力的方向与面ABCD垂直，所以面ABCD是等势面，A、D两点的电势差为0，又因A、A′两点沿电场线的方向有距离所以UAA′不为0，故A错误；
B、带正电的粒子从A到D，电场力不做功；从D到D′，电场力做正功，故带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点过程电场力做正功，故B正确；
C、带负电的粒子从A到D，电场力不做功；从D到D′，电场力做负功，故带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点过程电场力做负功，电势能增加，故C错误；
D、静电力做功与路径无关，故电粒子从A点移到C′点，沿对角线A→C′与沿路径A→B→B′→C′静电力做功相同，故D正确；
故选：BD。
13．【分析】本题考查了等量异种电荷周围电场分布情况：在如图所示的电场中，等量异种电荷连线上的电场方向是相同的，由+Q指向﹣Q；两电荷连线上的电场强度大小关于O点对称，PQ中垂线是一条等势线．
【解答】解：根据等量异种电荷周围电场线以及等势面的分布情况，a点电势低于b点电势，b点场强大于e点场强，故A错误B正确；
电子从a点到o点电场力做负功，电势能增加，故O点的电势能较大，所以C错误；
bc间的场强大于co间的场强，根据U＝Ed，d相等E大的U大，所以Ubc＞Uco，D正确。
故选：BD。

14．【分析】（1）直接测量静电场中电势比较困难，本题抓住静电场与恒定电流场相似，用恒定电流场模拟静电场，两电极模拟两个等量异种点电荷，所以要使用直流电源；
（2）明确实验方法，知道实验器材的放置顺序；
（3）明确实验原理和方法，知道用电压表确定等势点的方法。
【解答】解：（1）本实验是用恒定电流场来模拟静电场；两极间分别接电源的正负极时可以在两极间产生恒定的电流场，可以用此电流场模拟静电场，所以要使用低压直流电源，即选择6V的直流电源；
（2）本实验中需要在上表面上形成电流场，故最上方要放置导电纸；
（3）电源通过正负电极A、B在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由两个等量异种电荷产生的静电场，由图可知，传感器的示数为零则说明两探针间电势差为零，即探针对应的点在同一等势线上。
故答案为：（1）直流；（2）导电；（3）同一条。
15．【分析】（1）为了形成电流，导电纸应放到最上层且导电面朝上；根据一铺、二画、三找、四描来分析正确操作步骤排序；
（2）根据电场线的疏密分析电势差；
（3）用平滑的曲线逐个顺次连接各基准点的等势点，根据等量异种电荷电场线分布情况画出电场线。
【解答】解：（1）为了得出痕迹，应把白纸放在复写纸的下方，为了形成电流，导电纸应放到最上层且导电面朝上，故C错误；
该实验操作顺序为一铺、二画、三找、四描。
即先按顺序依次铺下白纸、复写纸、导电纸，再在导电纸上画出两电极的连线，最后闭合开关找出基准点的等势点，然后描点画图。
故正确操作步骤排序为：CABED；
（2）在电源接通的情况，M和N两电极之间的电场线与等量异种电荷电场线类似，即ab间的电场线比bc间电场线密，所以ab间电势差Uab比bc间电势差Ubc的大；
（3）将图表示的实验结果连成等势线（虚线），并画出电场线（实线）如图：

故答案为：（1）C；导电面向上；CABED；（2）＞；（3）如图所示。
16．【分析】（1）本实验在导电纸上产生的恒定电流场模拟了等量异号点电荷产生的静电场；用传感器探测电压等势点。
（2）作图利用复写纸作在白纸上，整个操作在导电纸上进行，可知在木板上依次铺放导电纸、复写纸和白纸；导电纸与电极接触应良好，有导电物质的一面应朝上。
在电极A、B之间的连线上等距离地选取5个基准点，用传感器探测等势点。
（3）根据顺着电场线方向电势降低分析电势的变化情况，从而选择图象。
【解答】解：（1）在导电纸上产生的恒定电流场模拟了等量异号点电荷产生的静电场；用传感器探测电压等势点。
（2）A、本实验采用描迹法画图，在板上自下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸，故A正确。
B、导电纸有导电物质的一面应向上，故B错误。
C、因为在电极A、B之间的连线上等距离间电势差不等，所以不能选等距离的点为基准点，故C错误。
D、连接传感器正、负极的红、黑色探针分别接触高、低电势处时示数为正，故D正确。
故选：AD
（3）将连接传感器正极的红色探针固定在A、B连线中垂线上的某一点，当黑色探针在中垂线左侧时，红、黑色探针分别接触低、高电势，示数为负。黑色探针在中垂线右侧时，红、黑色探针分别接触高、低电势，示数为正，所以从A到B，示数先负后正，而且电势逐渐升高，所以B图正确，故ACD错误，B正确
故选：B
故答案为：（1）等量异号点电荷、静电场；电压。
（2）AD。
（3）B。
17．【分析】根据电场力做功的公式可求出电势差，由电势差的表达式求出电势即可。
【解答】解：（1）由公式W∞A＝qU∞A
又有U∞A＝0﹣φA
得：ϕA＝100V
（2）由W∞B＝qU∞B
又有U∞B＝0﹣φB且UAB＝φA﹣φB
得：UAB＝﹣300V
（3）由公式WAB＝q′UAB
得：WAB＝6×10﹣3J
答：（1）A点的电势为100V；
（2）A、B两点的电势差为﹣300V；
（3）若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点的过程中所做的功为6×10﹣3J。
18．【分析】（1）根据电势差的定义：U＝，求解a、b和b、c两点间的电势差；
（2）由电势差可判断c点的电势，然后由电势能的公式求出电势能；
（3）由电场力做功与电势差的关系可求解。
【解答】解：（1）正电荷从a移到b，电场力做正功，由W1＝qUab可得：，
代入数据得：Uab＝6V
由W2＝qUbc，
代入数据得：Ubc＝﹣10V
（2）由Ubc＝φb﹣φc
若以b点的电势为零，得：φc＝10V
电荷在c点的电势能为：J＝2×10﹣7J
（3）ac之间的电势差：Uac＝Uab+Ubc＝6V+（﹣10）V＝﹣4V
故：＝4×10﹣8J
答：（1）ab、bc间的电势差分别为6V和﹣10V；
（2）若以b点的电势为零，则c点的电势为﹣10C，电荷在c点的电势能为2×10﹣7J；
（3）把负电荷q＝﹣1×10﹣8C从a移到c，电场力做的功为4×10﹣8J。
19．【分析】（1）根据平衡条件，结合矢量的合成与分解法则，及三角知识，即可求解电场强度E的大小；
（2）依据动能定理，结合功的正负，即可求解。
【解答】解：（1）小球沿斜面匀速上滑，则有
mgsinθ＝qE
解得E＝。
（2）小球从A到C的过程，由动能定理得：
qUAC﹣mgLsinθ＝0
解得UAC＝。
答：（1）匀强电场的电场强度E的大小是。
（2）AC间的电势差UAC的大小为。
20．【分析】（1）应用F＝Eq求出检验电荷在A点所受电场力的大小；
（2）由U＝Ed求出A、B两点间的电势差。
【解答】解：（1）电场力为：
F＝Eq＝2.0×104N/C×2.0×10﹣8C＝4.0×10﹣4N；
（2）A、B两点间的电势差为：
UAB＝Ed＝2.0×104N/C×0.10m＝2.0×103V，
答：（1）现将电荷量q＝+2.0×10﹣8C的点电荷放在电场中的A点，该点电荷在A点所受电场力的大小F为4.0×10﹣4N；
（2）A、B两点间的电势差UAB为2.0×103V。
21．【分析】（1）对小球在A点受力分析，再根据牛顿第二定律可求小球在A点受到的静电力大小；
（2）根据动能定理和电场力公式W＝qU结合，求解B和A两点间的电势差。
【解答】解：（1）根据题意可知，小球带正电，设受到的电场力为F，小球在A点，由牛顿第二定律：mgsin30°﹣F＝m
解得：F＝mg
（2）设小球电荷量为q，在A点时，F＝k＝mg，解得：q＝
由A点到B点应用动能定理得：mgsin30°•+q•UAB＝0
解得：UAB＝
答：（1）小球在A点受到的静电力大小为mg。
（2）AB间的电势差为。
22．【分析】已知电场力做功，根据电势差的定义求解电势差。
电场中某点的电势等于该点到零势点的电势差。
【解答】解：（1）将电子（带电量﹣e）从P点移动到M点，克服电场力做功20eV，
根据电势差定义可知：UPM＝＝＝20V。
MN间的电势差为：UMN＝＝＝﹣30V。
（2）电场中某点的电势等于该点到零电势点的电势差，假设M点的电势为零，则P点的电势为：φP＝UPM＝20V，
电子在P点的电势能为：Ep＝﹣eφP＝﹣20eV。
答：（1）PM间的电势差为20V，MN间的电势差为﹣30V。
（2）假设M点的电势为零，则P点的电势为20V，电子在P点的电势能为﹣20eV。
23．【分析】等量异种电荷连线的垂直平分线上，电场强度的方向垂直于平分线，光滑绝缘细杆上有三点，A、B、C三点，带负电荷q的小环套在细杆上，自A点由静止释放，虽然受到电场力，但由于光滑所以不受摩擦力，所以小环在竖直方向只受到重力作用的自由落体运动。
【解答】解：（1）因为杆是光滑的，从A到B运动过程中重力和电场力做功，设电场力做功WAB
由动能定理有：WAB+mgL＝
电场力做功WAB＝
电场力做正功，可以知道小球带负电荷
AB两点间的电势差U为U＝＝
（2）因为四边形BPCQ为菱形，BC电势相等，从B到C时只有重力做功。从B到C根据动能定理有：
mgL＝
代入可得：vC＝
（3）根据C点的受力进行分析知：小球q在C点受到的PQ的合力F＝mg﹣＝ma
从而求得在C点时的加速度a＝ 方向向下。
带电小球从B点到C点：先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动。
答：（1）小球带何种电性A、B两点的电势差UAB为；
（2）小球到达C点时的速度大小为；
（3）小球到达C点的加速度为，小球从B到C的运动情况是先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动。
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日期：2021/1/28 21:42:09；用户：孙利刚；邮箱：13837675736；学号：20730294