2018年高中物理 第2章 電勢能與電勢差 第3節(jié) 電勢差隨堂演練鞏固提升 魯科版選修3-1.doc
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第3節(jié) 電勢差 [隨堂檢測] 1.關(guān)于靜電場,下列說法中正確的是( ) A.在電場強(qiáng)度為零的區(qū)域電勢一定處處為零 B.負(fù)電荷從電勢低的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到電勢高的點(diǎn),電勢能一定減少 C.兩點(diǎn)間的電勢差與零電勢的選取有關(guān) D.根據(jù)公式U=Ed知,在勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的距離越大,電勢差就越大 答案:B 2.(2018大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中)如圖所示,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E=100 V/m,A、B兩點(diǎn)相距LAB=10 cm,A、B連線與電場線夾角為60,則UBA為( ) A.-10 V B.10 V C.-5 V D.-3 V 解析:選C.根據(jù)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度和電勢差公式可得UBA=-UAB=-ELABcos 60=-5 V,故C正確. 3.如圖所示,實(shí)線為電場線,虛線表示等勢面,φa=50 V,φc=20 V,則a、c連線的中點(diǎn)b的電勢φb( ) A.等于35 V B.大于35 V C.小于35 V D.等于15 V 解析:選C.由電場線的疏密可知,Ea>Eb>Ec,則a、b間的平均電場強(qiáng)度大于b、c間的平均電場強(qiáng)度,由公式U=Ed可以判斷Uab>Ubc,所以φb<=35 V. 4.(2018黑龍江哈爾濱第三中學(xué)期中)如圖所示,圖中五點(diǎn)均在勻強(qiáng)電場中,a、b、c 剛好是一個(gè)圓的三個(gè)等分點(diǎn)(電勢已在圖中標(biāo)注),O是圓心,c、O、d 三點(diǎn)在同一條直線上,已知電場線與圓所在平面平行.下列有關(guān) d 點(diǎn)的電勢、電場強(qiáng)度的相關(guān)描述正確的是( ) A.d點(diǎn)的電勢為4 V B.d點(diǎn)的電勢為6 V C.電場強(qiáng)度方向由c點(diǎn)指向a點(diǎn) D.電場強(qiáng)度方向由c點(diǎn)指向b點(diǎn) 解析:選B.a(chǎn)b中點(diǎn)的電勢為φe= V=6 V=φc,可知dc是電勢為6 V的等勢線,即d點(diǎn)的電勢為6 V,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;電場線與等勢面垂直,且由高電勢點(diǎn)指向低電勢點(diǎn),故電場強(qiáng)度方向由a點(diǎn)指向b點(diǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 5.兩塊相同的金屬板A、B水平地平行放置,兩板的正對(duì)面相距30 cm,A、B板分別跟電源的正、負(fù)極相連,電源電壓為60 V,如圖所示. (1)求兩板間電場的場強(qiáng)大小和方向; (2)若A板接地,則B板的電勢是多少; (3)若C點(diǎn)離A板10 cm,D點(diǎn)離B板15 cm,則C、D兩點(diǎn)間的電勢差是多少? 解析:兩平行的金屬板A、B之間的電場是勻強(qiáng)電場,由于A、B分別連接電源正、負(fù)極,所以A板帶正電,B板帶負(fù)電. (1)E== V/m=200 V/m,方向豎直向下. (2)因?yàn)棣誂-φB=U=60 V,A板接地,φA=0,所以φB=-60 V. (3)UCD=Ed′,d′為沿場強(qiáng)方向C、D兩點(diǎn)間的距離,UCD=200(0.3-0.1-0.15) V=10 V. 答案:(1)200 V/m 豎直向下 (2)-60 V (3)10 V [課時(shí)作業(yè)] 一、單項(xiàng)選擇題 1.電場中兩點(diǎn)間電勢差U=的意義是( ) A.它是由兩點(diǎn)的位置決定的,與移動(dòng)的電荷的種類和數(shù)量無關(guān) B.電勢差的大小由在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)電場力做的功和電荷的電荷量決定 C.電勢差的大小等于移動(dòng)單位電荷時(shí)電場力所做的功 D.電場中兩點(diǎn)間沒有電荷移動(dòng),則電勢差為零 解析:選A.電場中兩點(diǎn)間電勢差由兩點(diǎn)在電場中的位置決定,可以用U= 來計(jì)算,但與移動(dòng)的電荷的種類、數(shù)量以及是否移動(dòng)電荷均無關(guān),所以A選項(xiàng)正確,B、D錯(cuò)誤;從物理意義上講,電勢差的大小等于移動(dòng)單位正電荷時(shí)電場力所做的功,C選項(xiàng)沒有說明是正負(fù)電荷,故錯(cuò)誤. 2.對(duì)公式E=的理解,下列說法正確的是( ) A.此公式適用于計(jì)算任何電場中a、b兩點(diǎn)間的電勢差 B.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)間距離越大,則這兩點(diǎn)的電勢差越大 C.公式中d是指a點(diǎn)和b點(diǎn)之間的距離 D.公式中的d是a、b兩個(gè)等勢面間的垂直距離 解析:選D.公式E=只適用于勻強(qiáng)電場,A錯(cuò).公式中的d是a、b兩個(gè)等勢面間的垂直距離,a點(diǎn)和b點(diǎn)間距離大,等勢面間的垂直距離不一定大,故B、C錯(cuò),D對(duì). 3.如圖所示,a、b、c是勻強(qiáng)電場中的三個(gè)點(diǎn),各點(diǎn)電勢φa=10 V、φb=2 V、φc=6 V,a、b、c三點(diǎn)在同一平面上,下列各圖中電場強(qiáng)度的方向表示正確的是( ) 解析:選D.由題意可知:線段ab的中點(diǎn)的電勢為6 V,與c點(diǎn)等電勢,電場的方向由電勢高處指向電勢低處,D正確. 4.如圖所示的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為1103 N/C,ab=dc=4 cm,bc=ad=3 cm.則下述計(jì)算結(jié)果正確的是( ) A.a(chǎn)b之間的電勢差為50 V B.a(chǎn)c之間的電勢差為50 V C.將q=-510-3 C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcd移動(dòng)一周,電場力做功為零 D.將q=-510-3 C的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c,電場力做功都是-0.25 J 解析:選C.在勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度等于沿電場強(qiáng)度方向單位距離上的電勢差,所以Uab=Ed=11030.04 V=40 V,故A錯(cuò)誤.由題圖看出,b、c在同一等勢面上,電勢相等,則ac之間的電勢差等于ab之間的電勢差,為40 V,故B錯(cuò)誤.將q=-510-3 C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcd移動(dòng)一周,電場力做功為零,故C正確.將q=-5103 C的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c,電場力做功相等,電場力做的功為W=qU=-510-340 J=-0.2 J,故D錯(cuò)誤. 5.電荷量為q的帶電粒子,以初動(dòng)能Ek從兩平行金屬板的正中央沿垂直于電場線的方向進(jìn)入在這兩板間存在的勻強(qiáng)電場,恰能從帶負(fù)電金屬板邊緣飛出來,且飛出時(shí)動(dòng)能變?yōu)?Ek,若運(yùn)動(dòng)過程中僅受電場力作用,則金屬板間的電壓為( ) A. B. C. D. 解析:選B.設(shè)兩極板間的電壓為U,由動(dòng)能定理得:q=2Ek-Ek得U=,因此B正確. 6.一帶正電的質(zhì)點(diǎn),電量q=2.010-9 C,在靜電場中由a點(diǎn)移到b點(diǎn),在這過程中,除電場力外,其他力做的功為6.010-5 J,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.010-5 J,則a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab為( ) A.3.0104 V B.1.0104 V C.4.0104 V D.7.0104 V 解析:選B.設(shè)此過程中,電場力對(duì)點(diǎn)電荷的功為Wab,由動(dòng)能定理可知: W外+Wab=ΔEk 即Wab=ΔEk-W外=2.010-5 J 則a、b兩點(diǎn)間的電勢差為:Uab==1.0104 V. 二、多項(xiàng)選擇題 7.(2018福建三明一中高二月考)對(duì)于電場中任意兩點(diǎn)間電勢差,下列說法中正確的是( ) A.電勢差越大,在這兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度也越大 B.兩點(diǎn)間的電勢差,數(shù)值上等于在這兩點(diǎn)間移動(dòng)單位正電荷時(shí)電場力做的功 C.兩點(diǎn)間的電勢差與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷有關(guān) D.兩點(diǎn)間的電勢差與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷無關(guān) 解析:選BD.根據(jù)E=可知,電勢差越大,在這兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不一定越大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)U=可知,兩點(diǎn)間的電勢差,數(shù)值上等于在這兩點(diǎn)間移動(dòng)單位正電荷時(shí)電場力做的功,選項(xiàng)B正確; 兩點(diǎn)間的電勢差只與電場本身有關(guān),與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷無關(guān),選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤. 8.示波管是示波器的核心部件,它由電子槍、偏轉(zhuǎn)板和熒光屏組成,如圖所示.如果電子打在熒光屏上,在P點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的亮斑,那么示波管中的( ) A.極板Y應(yīng)帶正電 B.極板Y′應(yīng)帶正電 C.極板XX′上應(yīng)加一個(gè)與時(shí)間成正比的電壓 D.極板XX′上應(yīng)加一個(gè)恒定不變的電壓 解析:選AD.電子受力方向與電場方向相反,因電子向X方向偏轉(zhuǎn),則電場方向?yàn)閄到X′,則X帶正電,即極板X的電勢高于極板X′.同理可知Y帶正電,即極板Y的電勢高于極板Y′,故A正確,B錯(cuò)誤;如果在水平偏轉(zhuǎn)電極上加上隨時(shí)間均勻變化的電壓,則電子因受偏轉(zhuǎn)電場的作用,打在熒光屏上的亮點(diǎn)便沿水平方向勻速移動(dòng),故C錯(cuò)誤,D正確. 9.圖為示波管中電子槍的原理示意圖,示波管內(nèi)被抽成真空.A為發(fā)射電子的陰極,K為接在高電勢點(diǎn)的加速陽極,A、K間電壓為U,電子離開陰極時(shí)的速度可以忽略,電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出時(shí)的速度大小為v.下面的說法中正確的是( ) A.如果A、K間距離減半而電壓仍為U,則電子離開K時(shí)的速度仍為v B.如果A、K間距離減半而電壓仍為U,則電子離開K時(shí)的速度變?yōu)? C.如果A、K間距離不變而電壓減半,則電子離開K時(shí)的速度變?yōu)関 D.如果A、K間距離不變而電壓減半,則電子離開K時(shí)的速度變?yōu)? 解析:選AC.電子在兩個(gè)電極間加速電場中進(jìn)行加速,由動(dòng)能定理eU=mv2-0得v= ,當(dāng)電壓不變,A、K間距離變化時(shí),不影響電子的速度,故A正確;電壓減半,則電子離開K時(shí)的速度為v,故C正確. 10.帶電粒子僅在電場力作用下以初速度v0從t=0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng),其v-t圖象如圖所示.若粒子在2t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),5t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).以下說法中正確的是( ) A.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EA=EB B.A、B兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為φA<φB C.粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),電場力做的總功為正 D.粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),電勢能先減少后增加 解析:選AC.由v-t圖象可知粒子整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,加速度相同,所受的電場力相同,故A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,EA=EB,A項(xiàng)正確;由v-t圖象可知粒子在A點(diǎn)速度為零,在B點(diǎn)時(shí)速度大于零,故粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程,電場力做正功,電勢能減少,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)榱W拥碾娦圆淮_定,所以無法判斷A、B兩點(diǎn)的電勢高低,B項(xiàng)錯(cuò)誤. 11.如圖所示,氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場加速后,又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上,那么( ) A.經(jīng)過加速電場的過程中,電場力對(duì)氚核做的功最多 B.經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的過程中,電場力對(duì)三種核做的功一樣多 C.三種原子核打在屏上的速度一樣大 D.三種原子核都打在屏的同一位置上 解析:選BD.同一加速電場、同一偏轉(zhuǎn)電場,三種原子核帶電荷量相同,故在同一加速電場中電場力對(duì)它們做的功都相同,在同一偏轉(zhuǎn)電場中電場力對(duì)它們做的功也相同,A錯(cuò),B對(duì);由于質(zhì)量不同,所以三種原子核打在屏上的速度不同,C錯(cuò);再根據(jù)偏轉(zhuǎn)距離公式或偏轉(zhuǎn)角公式y(tǒng)=,tan θ=知,與帶電粒子無關(guān),D對(duì). 三、非選擇題 12.(2018甘肅蘭州第一高級(jí)中學(xué)期中)如圖所示,A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場中,電場方向與平面ABC平行,已知AC⊥BC,∠ABC=60,=20 cm,把一個(gè)電荷量q=2.010-5 C的正電荷從A移到B,克服靜電力做功1.210-3 J;把一個(gè)電子從C移到B,電場力做功為30 eV,求: (1)電勢差UAB及UCB; (2)該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小和方向(方向在圖中畫出). 解析:(1)UAB== V=-60 V,UCB==-30 V. (2)C與AB中點(diǎn)的連線CD即等勢線,過B做CD的垂線即場強(qiáng)方向 E== V/m=100 V/m. 答案:(1)-60 V?。?0 V (2)100 V/m 方向見解析圖 13.(2018福建龍巖高二月考)兩個(gè)半徑均為R的圓形平板電極,平行正對(duì)放置,相距為d,極板間的電勢差為U,板間電場可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場.一個(gè)α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間,到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板中心. 已知質(zhì)子電荷為e,質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m,忽略重力和空氣阻力的影響,求: (1)極板間的電場強(qiáng)度E的大?。? (2)α粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度a的大?。? (3)α粒子的初速度v0的大?。? 解析:(1)極板間場強(qiáng)大小E=. (2)α粒子電荷為2e,質(zhì)量為4m,所受靜電力 F=2eE= α粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度大小a==. (3)由d=at2, 得t==2d, v0== . 答案:(1) (2) (3)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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