高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差一课一练

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第10章 2

A组·基础达标
1．(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
【答案】BD　【解析】由A点移到B点，静电力做正功，动能增加，电势能减少，故A错误，B正确；A、B两点间电势差UAB＝＝4 V，故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，故D正确．
2．如图所示，三条等势线上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，静电力做正功W1，若由c经b移到d，静电力做正功W2，则(　　)

A．W1>W2，φ1>φ2
B．W1 C．W1＝W2，φ1<φ2
D．W1＝W2，φ1>φ2
【答案】D　【解析】由W＝Uq可知，W1＝W2；由Wcd＝Ucd·q得，Wcd>0，q>0，可知Ucd>0，故φ1>φ2>φ3，D正确．
3．如图所示，是某电场的电场线和一条等势线．下列说法正确的是(　　)

A．A点和B点的电场强度相同
B．A点的电势高于B点的电势
C．A附近的等差等势线比B附近稀疏
D．负电荷在B点具有的电势能比在A点小
【答案】D　【解析】由图可知，A处电场线密，则A处的电场强度大，而且两点电场强度的方向也不同，故A错误；沿电场线的方向电势降低，可知B点的电势高，故B错误；A处电场线密，则A处附近的等差等势线比B附近稀密，故C错误；根据Ep＝qφ可知，负电荷在电势高处于的电势能小，B点的电势高，所以负电荷在B点具有的电势能比在A点小，故D正确．
4．(多选)如图所示，在－Q形成的电场中，有a、b、c三点，它们到点电荷的距离为ra
A．a点电势高于c点电势
B．a点场强比c点场强大
C．同一负电荷放在c点比放在a点的电势能大
D．同一负电荷由a点移到b点与由b点移到c点电场力做功相同
【答案】BD　【解析】由负点电荷电场线和等势面的分布知A错误，B正确；因φc>φa，同一负电荷在电势低处电势能大，C错误；因Uab＝Ubc，据W＝qU知Wab＝Wbc，D正确．
5．静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点．若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷为(　　)
A．　 B．
C．　 D．
【答案】C　【解析】带电粒子从a到b，电场力做的功W＝qUab＝q(φa－φb)，由动能定理得q(φa－φb)＝m(v－v)，故＝，C正确．
6．一个带正电的质点所带电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移到b点，在这一过程中，除电场力外，其他力做的功是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．3×104 V
C．4×104 V　 D．7×104 V
【答案】A　【解析】以带正电的质点为研究对象，根据动能定理有Wab＋W其他＝ΔEk①，又Wab＝qUab②，由①②两式解得Uab＝＝ V＝1.0×104 V，故A正确．
7．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Ua b＝Ub c，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、Q是这条轨迹上的两点，据此可知，下列说法错误的是(　　)

A．三个等势面中，c的电势最高
B．带电质点通过P点时的加速度较Q点大
C．带电质点通过P点时的电势能较Q点大
D．带电质点通过P点时的动能较Q点大
【答案】D　【解析】带电质点所受的电场力指向轨迹内侧，且与等势线垂直，由于质点带正电，因此电场线指向右下方．而沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a等势线的电势最低，A正确；等差等势线密的地方电场线密，电场强度大，故P点的电场强度比Q点的大，质点所受的电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，B正确；根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力对质点做正功，电势能减小，动能增加，故P点的电势能大于Q点的电势能，P点的动能小于Q点的动能，C正确，D错误．本题选错误的，故选D．
8．如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q＝－2×10－10 C的点电荷由A点移到B点，静电力做功4.8×10－8 J，再由B点移到C点，电荷克服静电力做功4.8×10－8 J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势．

【答案】－240 V　－240 V
【解析】把电荷从A点移到B点，
UAB＝＝ V＝－240 V，
即φA－φB＝φA＝－240 V，
把电荷从B点移到C点，
UBC＝＝ V＝240 V，
即φB－φC＝－φC＝240 V，
所以φC＝－240 V.
B组·能力提升
9．如图所示，线段AB表示电场中的一条电场线，质量为m、电荷量为－q的带电粒子仅在静电力作用下沿电场线向右运动，经过A点时的速度为v0，一段时间后到达与A相距为d的B点，速度减为0.下列判断正确的是(　　)

A．A点电势一定高于B点电势，可以求出A点电势
B．A点电势一定高于B点电势，A、B两点间的电势差UAB＝
C．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，从A到B过程中静电力做的功为mv
D．粒子在A点受到的静电力一定等于在B点受到的静电力
【答案】B　【解析】由A点到B点，粒子的速度减小，则粒子所受的静电力向左，因粒子带负电，故电场线方向向右，A点电势一定高于B点电势，由动能定理得qUAB＝mv，则A、B两点间的电势差UAB＝，但求不出A点的电势，A错误，B正确；带负电的粒子在电势低的地方电势能大，故粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能，从A到B过程中静电力做的功为－mv，C错误；通过一条电场线无法判断电场强度的大小，故无法比较在A、B两点处受到的静电力的大小，D错误．
10．把带电荷量2×10－8 C的正点电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功8×10－6 J，若把该电荷从无限远处移到电场中的B点，需克服电场力做功2×10－6 J，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2×10－5 C的负电荷由A点移动到B点，电场力做的功．
【答案】(1)400 V　(2)300 V　(3)－6×10－3 J
【解析】(1)无限远处电势能为零，克服电场力做功，电势能增加，所以EpA＝8×10－6 J，
φA＝＝＝400 V，
(2)同理φB＝V＝100 V，
故UAB＝φA－φB＝300 V.
(3)若把2×10－5 C的负电荷由A点移动到B点，则
WAB＝q′UAB＝－2×10－5×300 J＝－6×10－3 J.