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课时分层作业(六) 电势与等势面
(时间:15分钟 分值:50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.(多选)关于电势,下列说法正确的是( )
A.电场中某点的电势,其大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时,电场力所做的功
B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关
C.由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低
D.电势是描述电场的能的性质的物理量
ABD [由电势的定义可知选项A正确;电势是相对的,电势的大小与零电势点的选取有关,故选项B正确;虽然电势是相对的,但电势的高低是绝对的,因此选项C错误;电势与电势能相联系,它是描述电场能的性质的物理量,故选项D正确.]
2.下列说法中正确的是 ( )
A.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
B.电场中任意两点之间的电势差与零电势点的选取有关
C.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,静电力做功一定为零
D.单位正电荷在电场中某点具有的电势能越大,该点的电势越高
D [电场强度大小和电势高低没有确定的关系,电势是人为规定的,而电场强度大小和电场本身的性质有关,A错误;电场中某点电势与零电势点的选取有关,而电场中某两点间的电势差与零电势点的选取无关,B错误;将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,因为中间过程中静电力不一定为零,所以静电力做功不一定为零,C错误;根据公式Ep=φq,单位正电荷在电场中某点具有的电势能越大,该点的电势越高,D正确.]
3.下列给出的四个图中,a、b两点电势相等、电场强度相同的是( )
A B
C D
D [选项A中,a、b两点的场强相同,但a、b两点的电势不相等;选项B中,a、b两点的电势相等,但a、b两点的场强方向不同;选项C中,a、b两点的电势相等,但a、b两点的场强方向相反;选项D中,a、b两点电势相等、电场强度也相同,故选项D符合题意.]
4.如图所示,实线是某电场中的一条电场线,虚线是该电场中的两条等势线,由图可以得出的正确结论是( )
A.M点的电势一定低于N点的电势
B.M点的场强一定小于N点的场强
C.由M点向N点移动电荷时,电势能的改变量与零电势点的选取无关
D.某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势点的选取无关
C [沿着电场线方向电势逐渐降低,A错误;根据电场线与等势线垂直,可以作出如图所示的电场线,可得EM>EN,B错误;M、N两点的电势能之差与零电势点的选取无关,C正确;而Ep=qφ,所以电势能的大小与零电势点的选取有关,D错误.]
5.(多选)如图所示,关于电场中的A、B两点,下列说法中正确的是( )
A.电势φA>φB,场强EA>EB
B.电势φA>φB,场强EA<EB
C.将+q电荷从A点移到B点静电力做了正功
D.将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EpA>EpB
BC [由于B处电场线密集,所以场强EA<EB;沿电场线电势降低,所以电势φA>φB,A选项错误,B选项正确.将+q电荷从A点移到B点静电力做了正功,C选项正确.负电荷在电势高的A点具有的电势能反而少,所以EpA<EpB,D选项错误.]
6.(多选)如图所示,a、b带等量异种电荷,MN为ab连线的中垂线,现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射入,开始时一段轨迹如图中实线所示,不考虑粒子重力,则在飞越该电场的整个过程中( )
A.该粒子带正电
B.该粒子的动能先增大,后减小
C.该粒子的电势能先减小,后增大
D.该粒子运动到无穷远处后,速度的大小一定仍为v0
BCD [根据粒子开始时一段轨迹可以判断,粒子在该电场中受到大致向右的电场力,因而可以判断粒子带负电,A错误.因为等量异种电荷连线的中垂面是一个等势面,又由两个电荷的电性可以判断,由a到b电势逐渐升高,由b到无穷远电势逐渐降低,所以电场力先做正功后做负功,粒子电势能先减小后增大,动能先增大后减小,所以B、C正确.从M点到无穷远处,电势变化为零,电场力做功为零,粒子动能变化为零,速度大小仍为v0,D正确.]
二、非选择题(14分)
7.如图所示,匀强电场的电场线与AC平行,把1×10-8 C的负电荷从A点移到B点,静电力做功6×10-8 J,AB长6 cm,AB与AC成60°角.求:
(1)匀强电场的场强方向;
(2)设B处电势为1 V,则A处电势为多少?电子在A处的电势能为多少?
[解析] (1)将负电荷从A点移至B点,静电力做正功,所以电荷所受静电力方向沿A至C.又因为是负电荷,场强方向与负电荷受力方向相反,所以场强方向由C指向A.
(2)由WAB=EpA-EpB=q(φA-φB)得
φA=+φB= V=-5 V
则电子在A点的电势能为
EpA=qφA=-1×10-8×(-5) J=5×10-8 J.
[答案] (1)由C指向A (2)-5 V 5×10-8 J
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