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高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第五节 电势差及其与电场强度的关系练习题
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这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第五节 电势差及其与电场强度的关系练习题，文件包含粤教版高中物理必修第三册课时分层作业5电势差及其与电场强度的关系含答案docx、粤教版高中物理必修第三册课时分层作业5答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共10页， 欢迎下载使用。
2．CD [电势、电势差都是标量，A错误；UAB表示A点与B点之间的电势差为UAB＝φA－φB＝－UBA，B错误，C正确；由题意可知，D正确。]
3．D [由电场力做功与路径无关可知，W1＝W2，故A、B错误；因为Wcd＝qUcd，又Wcd＞0，q＞0，所以Ucd＞0，Ucd＝φc－φd＞0，所以φc＞φd，故D正确，C错误。]
4．C [设电场力做功为W，由动能定理知W＋6.0×10-5 J＝－8.0×10-5 J，可求得W＝－1.4×10-4 J，因此a、b两点间的电势差为Uab＝Wq＝7×104 V，故C正确。]
5．B [Uad＝φa－φd＝20 V－4 V＝16 V，在匀强电场中，相互平行的等长线段两端点电势差相等，故Ubc＝Uad，又Ubc＝φb－φc，所以φc＝φb－Uad＝24 V－16 V＝8 V，B正确。]
6．D [匀强电场中，φB＝－5 V，φC＝15 V，则B、C连线的中点D的电势为φD＝φB+φC2＝-5+152 V＝5 V，故φD＝φA，AD为一条等势线，根据电场线与等势线垂直且沿着电场线方向电势降低可知，电场强度的方向垂直于AD连线斜向下，故A、B错误；电场强度的大小E＝UABlABcs30°＝10 32 V/m＝203 3 V/m，故C错误，D正确。]
7．D [电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势降低，故场强方向水平向右，场强大小E＝Ud＝100.25V/m＝40 V/m，故D正确。]
8．CD [连接AD、BF、CE，AD与BF、CE的交点为M、N；设六边形的中心点为O，如图所示，由图可知，AD与BF、CE都垂直，由六边形的特点可知，AM＝MO＝ON＝ND，所以可知M、O、N的电势分别是0 V、2 V、4 V，因为φN＝φE＝4 V，故CE为等势线，C点的电势一定与N点相等，为4 V，故A错误；由正六边形的对称性可知，F点的电势与B点的电势相等，也是0 V，UAF＝φA－φF＝－2－0＝－2 V，故B错误；点C、F之间的电势差UCF＝φC－φF＝(4－0) V＝4 V，故C正确；由几何关系可知，AD＝2L＝2×2 cm＝4 cm＝0.04 m，所以电场强度的大小E＝UDAAD ＝6--20.04V/m＝200 V/m，故D正确。]
9．解析：(1)当一块乌云位于另一块乌云正下方时，两块乌云间的距离为d＝1.0×103 m。两块乌云间的电势差为U＝Ed＝1.0×106×1.0×103 V＝1.0×109 V。
(2)光传播到地面所需的时间可以忽略不计，声音在空气中以3.4×102 m/s的速度传播，所以闪电发生点离观察者的距离为s＝vt＝3.4×102×8.0 m＝2.72×103 m。
答案：(1)1.0×109 V (2)2.72×103 m
10．BD [由题图可知，两点电荷连线间某点场强为零，可知两点电荷电性相同，再由场强的正负可知两点电荷均带正电，A错误；x轴上3a处的合场强为零，根据点电荷场强公式E＝kQr2可得，Q1的电荷量是Q2的9倍，B正确；x轴上3a处的场强为零，但是Q1、Q2均带正电，所以电势大于零，C错误；在x轴上场强从a处指向2a处，沿场强方向电势越来越低，由Ep＝qφ可知正点电荷q在x轴上a处的电势能比在2a处的大，D正确。]
11．AC [由题图知，a、b、c、d四个点距点电荷的距离依次增大，且rb＝2ra，由E＝kQr2知，Ea∶Eb＝4∶1，故A正确；rd＝2rc，由E＝kQr2知，Ec∶Ed＝4∶1，故B错误；在移动电荷的过程中，电场力做的功与电势能的变化量大小相等，则Wab∶Wbc＝q(φa－φb)∶q(φb－φc)＝3∶1，故C正确；Wbc∶Wcd＝q(φb－φc)∶q(φc－φd)＝1∶1，故D错误。]
12．解析：(1)由题意知，静电力做负功为
WAB＝－3×10-5 J
由UAB＝WAq
得UAB＝30 V。
(2)UAB＝φA－φB
故φB＝φA－UAB＝(－1－30) V＝－31 V。
(3)A、B两点间沿电场线方向的距离为
d＝2×10-2cs 60° m＝0.01 m
从而得E＝UAd＝300.01 V/m＝3 000 V/m
方向沿电场线指向左下方。
答案：(1)30 V (2)－31 V (3)3 000 V/m 沿电场线指向左下方
13．解析：(1)因为杆是光滑的，所以小球从A点到B点的过程中只有两个力做功：电场力做功WAB和重力做功mgh，由动能定理得
WAB＋mgh＝12mvB2
代入已知条件vB＝3gh
电场力做的功为WAB＝12m·3gh－mgh＝mgh2。
(2)B、C两点在同一条等势线上，可知φB＝φC
因此UAC＝UAB＝WA-q＝－mgh2q
即A、C两点的电势差为－mgh2q。
答案：(1)mgh2 (2)－mgh2q
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ACD
CD
D
C
B
D
D
CD
BD
AC
2．CD [电势、电势差都是标量，A错误；UAB表示A点与B点之间的电势差为UAB＝φA－φB＝－UBA，B错误，C正确；由题意可知，D正确。]
3．D [由电场力做功与路径无关可知，W1＝W2，故A、B错误；因为Wcd＝qUcd，又Wcd＞0，q＞0，所以Ucd＞0，Ucd＝φc－φd＞0，所以φc＞φd，故D正确，C错误。]
4．C [设电场力做功为W，由动能定理知W＋6.0×10-5 J＝－8.0×10-5 J，可求得W＝－1.4×10-4 J，因此a、b两点间的电势差为Uab＝Wq＝7×104 V，故C正确。]
5．B [Uad＝φa－φd＝20 V－4 V＝16 V，在匀强电场中，相互平行的等长线段两端点电势差相等，故Ubc＝Uad，又Ubc＝φb－φc，所以φc＝φb－Uad＝24 V－16 V＝8 V，B正确。]
6．D [匀强电场中，φB＝－5 V，φC＝15 V，则B、C连线的中点D的电势为φD＝φB+φC2＝-5+152 V＝5 V，故φD＝φA，AD为一条等势线，根据电场线与等势线垂直且沿着电场线方向电势降低可知，电场强度的方向垂直于AD连线斜向下，故A、B错误；电场强度的大小E＝UABlABcs30°＝10 32 V/m＝203 3 V/m，故C错误，D正确。]
7．D [电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势降低，故场强方向水平向右，场强大小E＝Ud＝100.25V/m＝40 V/m，故D正确。]
8．CD [连接AD、BF、CE，AD与BF、CE的交点为M、N；设六边形的中心点为O，如图所示，由图可知，AD与BF、CE都垂直，由六边形的特点可知，AM＝MO＝ON＝ND，所以可知M、O、N的电势分别是0 V、2 V、4 V，因为φN＝φE＝4 V，故CE为等势线，C点的电势一定与N点相等，为4 V，故A错误；由正六边形的对称性可知，F点的电势与B点的电势相等，也是0 V，UAF＝φA－φF＝－2－0＝－2 V，故B错误；点C、F之间的电势差UCF＝φC－φF＝(4－0) V＝4 V，故C正确；由几何关系可知，AD＝2L＝2×2 cm＝4 cm＝0.04 m，所以电场强度的大小E＝UDAAD ＝6--20.04V/m＝200 V/m，故D正确。]
9．解析：(1)当一块乌云位于另一块乌云正下方时，两块乌云间的距离为d＝1.0×103 m。两块乌云间的电势差为U＝Ed＝1.0×106×1.0×103 V＝1.0×109 V。
(2)光传播到地面所需的时间可以忽略不计，声音在空气中以3.4×102 m/s的速度传播，所以闪电发生点离观察者的距离为s＝vt＝3.4×102×8.0 m＝2.72×103 m。
答案：(1)1.0×109 V (2)2.72×103 m
10．BD [由题图可知，两点电荷连线间某点场强为零，可知两点电荷电性相同，再由场强的正负可知两点电荷均带正电，A错误；x轴上3a处的合场强为零，根据点电荷场强公式E＝kQr2可得，Q1的电荷量是Q2的9倍，B正确；x轴上3a处的场强为零，但是Q1、Q2均带正电，所以电势大于零，C错误；在x轴上场强从a处指向2a处，沿场强方向电势越来越低，由Ep＝qφ可知正点电荷q在x轴上a处的电势能比在2a处的大，D正确。]
11．AC [由题图知，a、b、c、d四个点距点电荷的距离依次增大，且rb＝2ra，由E＝kQr2知，Ea∶Eb＝4∶1，故A正确；rd＝2rc，由E＝kQr2知，Ec∶Ed＝4∶1，故B错误；在移动电荷的过程中，电场力做的功与电势能的变化量大小相等，则Wab∶Wbc＝q(φa－φb)∶q(φb－φc)＝3∶1，故C正确；Wbc∶Wcd＝q(φb－φc)∶q(φc－φd)＝1∶1，故D错误。]
12．解析：(1)由题意知，静电力做负功为
WAB＝－3×10-5 J
由UAB＝WAq
得UAB＝30 V。
(2)UAB＝φA－φB
故φB＝φA－UAB＝(－1－30) V＝－31 V。
(3)A、B两点间沿电场线方向的距离为
d＝2×10-2cs 60° m＝0.01 m
从而得E＝UAd＝300.01 V/m＝3 000 V/m
方向沿电场线指向左下方。
答案：(1)30 V (2)－31 V (3)3 000 V/m 沿电场线指向左下方
13．解析：(1)因为杆是光滑的，所以小球从A点到B点的过程中只有两个力做功：电场力做功WAB和重力做功mgh，由动能定理得
WAB＋mgh＝12mvB2
代入已知条件vB＝3gh
电场力做的功为WAB＝12m·3gh－mgh＝mgh2。
(2)B、C两点在同一条等势线上，可知φB＝φC
因此UAC＝UAB＝WA-q＝－mgh2q
即A、C两点的电势差为－mgh2q。
答案：(1)mgh2 (2)－mgh2q
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ACD
CD
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C
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D
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