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

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電勢差 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．下列說法正確的是(　　) A．A、B兩點(diǎn)間的電勢差，等于將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中電場力所做的功 B．電勢差是一個(gè)矢量，故有正值和負(fù)值之分 C．由于電場力所做的功跟移動電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動電荷的路徑無關(guān)，只跟某兩點(diǎn)的位置有關(guān) D．A、B兩點(diǎn)間的電勢差是恒定的，不隨零電勢點(diǎn)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(cuò)誤，C正確；因UAB＝－UBA，故D錯(cuò)誤． 【答案】　C 2．如圖2310所示，a、b是電場線上的兩點(diǎn)，將一帶電荷量為q的點(diǎn)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(qiáng)為E＝ C．b處的場強(qiáng)為E＝ D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢為 【解析】　由W＝qU知，U＝，且a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高，所以A項(xiàng)正確．由于不知是不是勻強(qiáng)電場，所以a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不能使用E＝進(jìn)行計(jì)算，所以B、C項(xiàng)錯(cuò)．如果取b點(diǎn)的電勢為零，a點(diǎn)的電勢才是，而題中并沒有說明何處為零電勢點(diǎn)，所以D項(xiàng)錯(cuò)．正確的選項(xiàng)只有A. 【答案】　A 3．正常情況下空氣是不導(dǎo)電的，但是如果空氣中的電場很強(qiáng)，空氣也可以被擊穿，空氣被擊穿時(shí)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(qiáng)為3106 V/m，那么發(fā)生此次閃電的電勢差約為(　　) 【導(dǎo)學(xué)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(qiáng)電場，由U＝Ed，可得U＝3108 V，A正確． 【答案】　A 4．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】　由已知得，A、B間存在電勢為6 V的點(diǎn)，為AB連線的中點(diǎn)，該點(diǎn)與C點(diǎn)等勢，連接該點(diǎn)與C點(diǎn)，得到一個(gè)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(yīng)是降低的，所以電場線方向應(yīng)指向電勢低的點(diǎn)，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(diǎn)，c為ab中點(diǎn)，a、b電勢分別為φa＝5 V，φb＝3 V．則(　　) 圖2311 A．c點(diǎn)的電勢一定為4 V B．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)一定比b點(diǎn)場強(qiáng)大 C．正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)電勢能一定減少 D．負(fù)電荷從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)動能一定增加 【解析】　正電荷從c點(diǎn)(高電勢)運(yùn)動到b點(diǎn)(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(qiáng)度E＝2103 V/m的勻強(qiáng)電場中，有三個(gè)點(diǎn)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(diǎn)移到M點(diǎn)，再從M點(diǎn)移動到A點(diǎn)，電場力做功為(　　) 【導(dǎo)學(xué)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(diǎn)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(gè)電子只在電場力作用下沿著直線由A向C運(yùn)動時(shí)的速度越來越小，B為線段AC的中點(diǎn)，則有(　　) 圖2313 A．電子沿AC運(yùn)動時(shí)受到的電場力越來越小 B．電子沿AC運(yùn)動時(shí)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(diǎn)電荷，越靠近點(diǎn)電荷，電場強(qiáng)度越大，所以電子沿AC運(yùn)動時(shí)受到的電場力越來越大，選項(xiàng)A錯(cuò)；由電子只在電場力作用下由A向C運(yùn)動時(shí)速度越來越小，可知電場力做負(fù)功，電子勢能越來越大，選項(xiàng)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(diǎn)電荷為負(fù)電荷，A、B、C三點(diǎn)電勢A點(diǎn)最高，C點(diǎn)最低，選項(xiàng)C正確；由A到C電場增強(qiáng)，因?yàn)锽為AC中點(diǎn)．根據(jù)U＝Ed定性分析可以得出UABUAB，選項(xiàng)C對，D錯(cuò)；由電場線的方向是電勢降低的方向可知選項(xiàng)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(diǎn)運(yùn)動至電勢為φb的b點(diǎn)．若帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速率分別為va、vb，不計(jì)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(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)．電場線與矩形所在平面平行．已知a點(diǎn)的電勢為20 V，b點(diǎn)的電勢為24 V，d點(diǎn)的電勢為4 V，由此可知c點(diǎn)的電勢為(　　) 【導(dǎo)學(xué)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(qiáng)電場中，相互平行的等長線段兩端點(diǎn)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(qiáng)電場中，有a、b、c三點(diǎn)，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(gè)電荷量為q＝410－8 C的正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做功為W1＝1.210－7 J，求： 圖2316 (1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E； (2)電荷從b點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做功W2； (3)a、c兩點(diǎn)間的電勢差Uac. 【解析】　(1)設(shè)a、b兩點(diǎn)間的距離為d，由題設(shè)條件得W1＝qEd. E＝＝ V/m＝60 V/m. (2)設(shè)b、c兩點(diǎn)間的距離為d′，b、c兩點(diǎn)沿場強(qiáng)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