2020-2021学年鲁科版物理选修3-1对点练习：2.3-电势差与电场力做功.docx

电势差与电场力做功1有一带电荷量q3106 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6104 J从B点移到C点电场力做功9104 J.(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？答案(1)UAB200 VUBC300 VUCA100 V(2)A200 VC300 VEpA6104JEpC9104J解析电荷由A移向B克服电场力做功即电场力做负功，WAB6104 J.UAB V200 V.UBC V300 V.以下同上解法(2)若B0，由UABAB，得AUAB200 V.由UBCBC得CBUBC0(300) V300 V.电荷在A点的电势能EpAqA3106200 J6104 J.电荷在C点的电势能EpCqC3106300 J9104 J.对电场强度与电势差的关系理解图2352如图235所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a至c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定()AEaEbEc BabcCabbc DEaEbEc答案B解析由“沿着电场线的方向，电势越来越低”知：abc，断定选项B对；因这一电场线不能确定就是匀强电场中的电场线，故选项C、D不能断定是否正确；这一电场线也不能断定就是正点电荷形成的电场中的一条电场线，故选项A不能断定是否正确正确答案为选项B.图2363如图236所示，匀强电场的电场强度E100 V/m，A、B两点相距0.1 m，A、B连线与电场线的夹角60，则A、B两点的电势差为_答案5 V解析AB沿电场强度方向上的投影的长度：dABcos 0.1cos 60 m0.05 m，UABEd1000.05 V5 V.题组一电势电势差与电场力做功1下列说法正确的是()A电势差与电势一样，是相对量，与零点的选取有关B电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关DA、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而转变，所以UABUBA答案BC解析电势具有相对性、与零点的选择有关而电势差是标量，有正、负之分，但大小与零点的选择无关故A错误、B正确；由于UABAB，UBABA故UABUBA，故D错误；电势差为电场中两点电势之差，与移动电荷的路径无关，故C正确2在某电场中，A、B两点间的电势差UAB60 V，B、C两点间的电势差UBC50 V，则A、B、C三点电势凹凸关系是()AABC BACBCACB DCBA答案C解析由于UABAB60 V0，所以AB，又UBCBC50 V0，所以BC，又UACUABUBC60 V(50 V)10 V0，所以AC，故ACB.正确选项为C.3一个带正电的质点，电荷量q2.0109 C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为6.0105 J，质点的动能增加了8.0105 J，则a、b两点间电势差ab为()A3.0104 V B1.0104 VC3.0104 V D1.0104 V答案B解析在a点移到b过程有动能定理 WabW其他Ek得a到b电场力所做的功Wab2.0105 J，则abUab V1.0104 V.图2374如图237所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线)，两相邻等势线间的电势差为4 V，有一个带电荷量为q1.0108 C的负电荷从A点沿不规章曲线移到B点，静电力做功为_ J.答案4.0108解析WABqUAB1.01084 J4.0108 J.题组二对公式UEd和E的理解与应用5对公式E的理解，下列说法正确的是()A此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差Ba点和b点间距离越大，则这两点的电势差越大C公式中d是指a点和b点之间的距离D公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离答案D解析公式E只适用于匀强电场，A错，公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离，a点和b点间距离大，等势面间的垂直距离不肯定大，故B、C错，D正确图2386如图238所示，A、B两点相距10 cm，E100 V/m，AB与电场线方向的夹角120，则A、B两点间的电势差为()A5 V B5 VC10 V D10 V答案B解析A、B两点在场强方向上的距离dABcos (180120)10 cm5 cm.由于AB，则依据UEd得UABEd1005102 V5 V.图2397如图239所示，三个同心圆是一个点电荷四周的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上A、C两点的电势依次为A10 V和C2 V，则B点的电势是()A肯定等于6 V B肯定低于6 VC肯定高于6 V D无法确定答案B解析从等势面的疏密可以看出EAEBEC，又ABBC由公式UEd可以推断UABUBC，所以B6 V.图23108图2310所示，在匀强电场中取一点O，过O点作射线OAOBOCOD10 cm，已知O、A、B、C和D各点电势分别为0、7 V、8 V、7 V、5 V，则匀强电场场强的大小和方向最接近于()A70 V/m，沿AO方向B70 V/m，沿CO方向C80 V/m，沿BO方向D80 V/m，沿CO方向答案C解析由O、A、B、C、D各点电势值可知，O点电势最低，为零，A、C在同一等势面上，所以电场线与AC连线垂直，最接近BO方向大小接近E V/m80 V/m，故C正确题组三对示波管工作原理的考查9示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图2311所示假如电子打在荧光屏上，在P点消灭一个稳定的亮斑，那么示波管中的()图2311A极板Y应带正电B极板Y应带正电C极板XX上应加一个与时间成正比的电压D极板XX上应加一个恒定不变的电压答案AD解析电子受力方向与电场方向相反，因电子向X方向偏转，则电场方向为X到X，则X带正电，即极板X的电势高于极板X.同理可知Y带正电，即极板Y的电势高于极板Y，故A正确，B错误；假如在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压，则电子因受偏转电场的作用，打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动，故C错误，D正确故选：AD.10如图2312示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化状况电子经电压U1加速后进入偏转电场下列关于所加竖直偏转电压U2、水平偏转电压U3与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是()图2312A假如只在U2上加上图甲所示的电压，则在屏上看到的图形如图a所示y轴上的一段亮线B假如只在U3上加上图乙所示的电压，则在屏上看到的图形如图b所示x轴上的一段亮线C假犹如时在U2和U3上加上甲、乙所示的电压，则在屏上看到的图形如图c所示D假犹如时在U2和U3上加上甲、乙所示的电压，则在屏上看到的图形如图d所示答案ABD解析假如只在U2上加上甲图所示的电压，电子只在竖直向偏转，且偏转距离不一，故在荧光屏上看到的图形为一竖直图线，如图(a)故A正确；假如只在U3上加上乙图所示的电压，电子只在水平向偏转，且偏转距离不一，故则在荧光屏上看到的图形为一水平线段，如图(b)故B正确；假犹如时在U2和U3上加上甲、乙所示的电压，在水平向为扫描，则在荧光屏上看到的图形如甲图形，故C错误；假犹如时在U2和U3上加上甲、乙所示的电压，在水平向为扫描，则在荧光屏显示的与甲同波形，为图(d)，故D正确；故选：ABD.题组四综合应用图231311如图2313所示，三条曲线表示三条等势线，其电势C0，AB10 V，D30 V，将电荷量q1.2106 C的电荷在该电场中移动(1)把这个电荷从C移到D，电场力做功多少？(2)把这个电荷从D移到B再移到A，电势能变化多少？答案见解析解析(1)UCDCD30 VWCDqUCD1.210630 J 3.6105 J(2)UDADA(3010) V40 VWDAqUDA1.2106(40) J 4.8105 J所以电势能应当增加4.8105 J.图231412如图2314所示，一簇平行线为未知方向的匀强电场的电场线，沿与此平行线成60角的方向，把2106 C的负电荷从A点移到B点，电场力做功为4106 J已知A、B间距为2 cm，求解下列问题：(1)在图上用箭头标出电场强度方向；(2)AB间的电势差UAB；(3)匀强电场的场强E的大小答案(1)电场方向如图(2)2 V(3)200 V/m解析(1)电场强度方向如图所示(2)AB间电势差UAB V2 V(3)电场强度E200 V/m图231513如图2315所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d10 cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4 cm.求：(1)P板及A点的电势(2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移5 cm，则A点的电势将变为多少？答案(1)50 V30 V(2)10 V解析板间场强方向水平向左，可见Q板是电势最高处Q板接地，则电势Q0，板间各点电势均为负值利用公式E可求出板间匀强电场的场强，再由UEd可求出各点与Q板间的电势差，即各点的电势值(1)场强E Vm15102 Vm1Q、A间电势差UQAEd5102(104)102 V30 V所以A点电势A30 V，P点电势PUPQ50 V(2)当Q板向左平移5 cm时两板间距离d(105) cm5 cmQ板与A点间距离变为d(104) cm5 cm1 cm电场强度E Vm11.0103 Vm1Q、A间电势差UQAEd1.01031.0102 V10 V所以A点电势A10 V