人教版 (2019)必修第三册3 电势差与电场强度的关系学案及答案

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10.3电势差与电场强度的关系（习题课）
【学习目标】
1．综合力与运动的关系分析带电粒子在电场中的加速度、速度、动能、电势能、电场力做功等物理量
a
b
2．强化对电场力做功、电势能、电势、电势差、电场强度
【质疑提升1】带电粒子在电场中轨道与电场线、等势面进行的推理
典例. 图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用。思考：以下问题是否可以判定，能判定的说明判定依据：
A． a、b两点的电场强度大小？
判定依据：
B．带电粒子在a、b两点的受力大小、方向？
判定依据：
C．带电粒子在a、b两点的加速度大小、方向？
判定依据：
D．带电粒子的运动方向？
判定依据：
E．带电粒子在a、b两点的速度何处较大？
判定依据：
F．带电粒子在a、b间运动的电场力做功如何？
判定依据：
G．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大？判定依据：
H． a、b两点的电势高低？判定依据：
I．带电粒子所带电荷的极性？判定依据：
J．等势面与轨道的分析方法？判定依据：
1．一个负电荷从电场中的A点由静止释放，仅在电场力作用下沿电场线由A点运动到B点，它运动的v－t图象如甲图所示。则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是乙图中（ C ）

2．如图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，则下列说法中不正确的是（）
A．M点的电势高于N点的电势
B．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
C．粒子在M点的动能小于在N点的动能
D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
3．如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中从左到右φ1=10V，φ2=20V，φ3=30V，一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A点运动到B点，由此可知（）
A．粒子带正电
B．粒子的速度变大
C．粒子的加速度变大
D．粒子的电势能变大
4．图中虚线是电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是（）
A．两粒子的电性相同
B．a点的电势高于b点的电势
C．粒子从P运动到a的过程中，电势能增大
D．粒子从P运动到b的过程中，动能增大
【质疑提升2】带电粒子在电场电势能、电场力做功，所处位置的电势、电场强度，电势差分析
1．某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．a点的电势高于b点的电势
B．若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做正功
C．c点的电场强度大于d点的电场强度
D．若将一负试探电荷由c点移到d点，电势能减小
2．某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（）
A. c点电场强度大于b点电场强度
B. a点电势低于b点电势
C. 若将一试探电荷＋q在a点由静止释放，仅在电场力作用下，它将沿电场线运动到b点
D. 在将一试探电荷＋q由a点移至b点的过程中，电势能减少
【质疑提升3】φ－x、E－x图分析
1．如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的规律如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受静电力的作用，则（　　）
A．电子将沿x轴负方向运动
B．电子运动的加速度先减小后增大
C．电子的电势能将增加
D．电子运动的加速度恒定
2．静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（　　）
A．在x2和x4处电势能相等
B．由x1运动到x3的过程中电势能减小
C．从x2运动到x3和从x3运动到x4电势差近似相等
D．由x1运动到x4的过程中速度先减小后增大
【素养提升专练】
1. A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度一时间图象如图甲所示．则这一电场可能是图乙中的 ( A )

2．如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是( )
A．粒子带正电
B．粒子在A点加速度大
C．粒子在B点电势能较大
D．粒子通过B点时动能大

3. 某示波管工作时，其内部空间存在如图所示的电场，其中实线表示电场线，方向如图所示，虚线为等势线，则下列说法正确的是( )
A．a点的电场强度与b点的电场强度大小相等
B．电子从a点移到b点电场力做的功为零
C．b点的电势比c点的电势高
D．电子在c点具有的电势能比在a点具有的电势能大
4．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，点R同时在电场线b上，由此可判断（）
A．带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小
B．带电质点在P点的电势能比在Q点的大
C．带电质点在P点的动能大于在Q点的动能
D．P、R、Q三点，P点处的电势最高
5．如图所示，虚线A、B、C代表某电场中的三个等势面，实线为一带电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q为质点先后通过电场时轨迹上的两个点，由此可知（）
A．质点一定带正电
B．质点在P点受到的电场力大于在Q点的电场力
C．质点通过P点时动能较大
D．质点通过P点时电势能较大
6．一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行等距，各个相邻的等势面间电势差相等，不计粒子的重力．下列说法正确的有（）
A．粒子带正电荷
B．粒子的加速度先不变，后变小
C．粒子的速度不断增大
D．粒子的电势能先减小，后增大
7．如图所示，虚线表示某电场的等势面，一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示。粒子在A、B点的加速度分别为aA、aB，电势能分别为EA、EB，下列判断正确的是（）
A．aA>aB，EA>EB
B．aA>aB，EA C．aAEB
D．aA 8．空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强
度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有( )
A．EBx的大小大于ECx的大小
B．EBx的方向沿x轴正方向
C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做负功，后做正功
9. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示．下列说法正确的是（）
A．O点的电势最低
B．x2点的电势最高
C．x1和- x1两点的电势相等
D．x1和x3两点的电势相等
10．如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O，下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（）
A．O点的电场强度为零，电势最低
B．O点的电场强度为零，电势最高
C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高
D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低
11．一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，x2处为粒子电势能最大位置，则下列说法正确的是（　　）
A．x2处电场强度最大
B．粒子在0-x2段速度一直在增大
C．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ2>φ3=φ1>φ0
D．x2-x3段的电场强度大小方向均不变

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