高中物理 第2章 電勢能與電勢差 第3節(jié) 電勢差學業(yè)分層測評 魯科版選修3-1

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電勢差 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．下列說法正確的是(　　) A．A、B兩點間的電勢差，等于將正電荷從A點移到B點的過程中電場力所做的功 B．電勢差是一個矢量，故有正值和負值之分 C．由于電場力所做的功跟移動電荷的路徑無關，所以電勢差也跟移動電荷的路徑無關，只跟某兩點的位置有關 D．A、B兩點間的電勢差是恒定的，不隨零電勢點選取的不同而改變，所以UAB＝UBA 【解析】　由電勢差的定義式和電勢差的性質(zhì)知，A、B錯誤，C正確；因UAB＝－UBA，故D錯誤． 【答案】　C 2．如圖2310所示，a、b是電場線上的兩點，將一帶電荷量為q的點電荷從a移到b，電場力做功為W，且知a、b間的距離為d，則以下說法正確的是(　　) 圖2310 A．a(chǎn)、b間的電勢差為 B．a(chǎn)處的場強為E＝ C．b處的場強為E＝ D．a(chǎn)點的電勢為 【解析】　由W＝qU知，U＝，且a點的電勢比b點的高，所以A項正確．由于不知是不是勻強電場，所以a、b兩點的電場強度不能使用E＝進行計算，所以B、C項錯．如果取b點的電勢為零，a點的電勢才是，而題中并沒有說明何處為零電勢點，所以D項錯．正確的選項只有A. 【答案】　A 3．正常情況下空氣是不導電的，但是如果空氣中的電場很強，空氣也可以被擊穿，空氣被擊穿時會看到電火花或閃電．若觀察到某次閃電的火花長約100 m，且已知空氣的擊穿場強為3106 V/m，那么發(fā)生此次閃電的電勢差約為(　　) 【導學號：34660053】 A．3108 V B．3106 V C．3104 V D．310－5 V 【解析】　將空氣中的電場視為勻強電場，由U＝Ed，可得U＝3108 V，A正確． 【答案】　A 4．A、B、C是勻強電場中的三個點，各點電勢φA＝10 V，φB＝2 V，φC＝6 V，A、B、C三點在同一平面上，下列各圖中電場強度的方向表示正確的是(　　) 【解析】　由已知得，A、B間存在電勢為6 V的點，為AB連線的中點，該點與C點等勢，連接該點與C點，得到一個等勢面，電場線與該等勢面必定垂直．又沿電場線方向電勢應是降低的，所以電場線方向應指向電勢低的點，從而得出D正確． 【答案】　D 5．如圖2311所示，a、c、b為同一條電場線上的三點，c為ab中點，a、b電勢分別為φa＝5 V，φb＝3 V．則(　　) 圖2311 A．c點的電勢一定為4 V B．a(chǎn)點的場強一定比b點場強大 C．正電荷從c點運動到b點電勢能一定減少 D．負電荷從a點運動到b點動能一定增加 【解析】　正電荷從c點(高電勢)運動到b點(低電勢)，電場力做正功，電荷的電勢能一定減少．C正確． 【答案】　C 6．如圖2312所示，在電場強度E＝2103 V/m的勻強電場中，有三個點A、M和B，AM＝3 cm，MB＝4 cm，AB＝5 cm，且AM邊平行于電場線，把一帶電荷量q＝210－9 C的正電荷從B點移到M點，再從M點移動到A點，電場力做功為(　　) 【導學號：34660054】 圖2312 A．0.610－6 J B．0.1210－6 J C．－0.610－6 J D．－0.1210－6 J 【解析】　AB兩點間的電勢差 UAB＝Ed＝EAM＝21030.03 V＝60 V， 所以電場力做功 WBA＝qUBA＝210－9(－60) J＝－0.1210－6 J. 【答案】　D 7．(多選)如圖2313所示的同心圓(虛線)是電場中的一簇等勢線，一個電子只在電場力作用下沿著直線由A向C運動時的速度越來越小，B為線段AC的中點，則有(　　) 圖2313 A．電子沿AC運動時受到的電場力越來越小 B．電子沿AC運動時它具有的電勢能越來越大 C．電勢φA>φB>φC D．電勢差UAB＝UBC 【解析】　由題給的等勢線為同心圓可知場源為位于圓心處的點電荷，越靠近點電荷，電場強度越大，所以電子沿AC運動時受到的電場力越來越大，選項A錯；由電子只在電場力作用下由A向C運動時速度越來越小，可知電場力做負功，電子勢能越來越大，選項B正確；電子所受電場力方向沿CA方向，即電場方向沿AC方向，場源點電荷為負電荷，A、B、C三點電勢A點最高，C點最低，選項C正確；由A到C電場增強，因為B為AC中點．根據(jù)U＝Ed定性分析可以得出UABUAB，選項C對，D錯；由電場線的方向是電勢降低的方向可知選項A正確． 【答案】　ABC 10．靜電場中，帶電粒子在電場力作用下從電勢為φa的a點運動至電勢為φb的b點．若帶電粒子在a、b兩點的速率分別為va、vb，不計重力、則帶電粒子的比荷q/m為(　　) A. B. C. D. 【解析】　根據(jù)動能定理：Wab＝ΔEk列式得：q(φa－φb)＝mv－mv 整理得：＝＝. 【答案】　C 11．如圖2315所示，a、b、c、d是勻強電場中的四個點，它們正好是一個矩形的四個頂點．電場線與矩形所在平面平行．已知a點的電勢為20 V，b點的電勢為24 V，d點的電勢為4 V，由此可知c點的電勢為(　　) 【導學號：34660055】 圖2315 A．4 V B．8 V C．12 V D．24 V 【解析】　Uad＝φa－φd＝20 V－4 V＝16 V，在勻強電場中，相互平行的等長線段兩端點電勢差相等，故Ubc＝Uad，又Ubc＝φb－φc，所以φc＝φb－Uad＝24 V－16 V＝8 V，B正確． 【答案】　B 12．如圖2316所示的勻強電場中，有a、b、c三點，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿電場線方向，bc和電場線方向成60角，一個電荷量為q＝410－8 C的正電荷從a點移到b點電場力做功為W1＝1.210－7 J，求： 圖2316 (1)勻強電場的場強E； (2)電荷從b點移到c點，電場力做功W2； (3)a、c兩點間的電勢差Uac. 【解析】　(1)設a、b兩點間的距離為d，由題設條件得W1＝qEd. E＝＝ V/m＝60 V/m. (2)設b、c兩點間的距離為d′，b、c兩點沿場強方向距離為d1. W2＝qEd1＝qEd′cos 60 ＝410－8601210－20.5 J＝1.4410－7 J. (3)電荷從a移到c電場力做功W＝W1＋W2， 又W＝qUac，則 Uac＝ ＝ V＝6.6 V. 【答案】　(1)60 V/m　(2)1.4410－7 J　(3)6.6 V