2018年高中物理 第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差 第2節(jié) 電勢(shì)與等勢(shì)面隨堂演練鞏固提升 魯科版選修3-1.doc
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第2節(jié) 電勢(shì)與等勢(shì)面 [隨堂檢測(cè)] 1.(2018天津靜海一中高二檢測(cè))在靜電場(chǎng)中,下列說法中正確的是( ) A.電勢(shì)為零的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度也一定為零 B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向處處與等勢(shì)面垂直 C.由靜止釋放的正電荷,僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合 D.電荷在沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能減小 解析:選B.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn),電勢(shì)不一定為零,電勢(shì)的零點(diǎn)可以人為選擇,A錯(cuò)誤;電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,而電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)殡妶?chǎng)線的方向,故電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與等勢(shì)面垂直,B正確;只在電場(chǎng)力作用下,電荷移動(dòng)方向與電荷有沒有初速度,初速度的方向怎樣有關(guān),所以從靜止釋放的正電荷,其運(yùn)動(dòng)軌跡不一定沿電場(chǎng)線方向移動(dòng),只有電場(chǎng)線是直線的才沿電場(chǎng)線方向,C錯(cuò)誤;電場(chǎng)線方向是由正電荷指向負(fù)電荷的,負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加;正電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,D錯(cuò)誤. 2.如圖所示,B、C、D三點(diǎn)都在以點(diǎn)電荷+Q為圓心,半徑為r的圓弧上,將一試探電荷從A點(diǎn)分別移動(dòng)到B、C、D各點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功是( ) A.WAB>W(wǎng)AC B.WAD>W(wǎng)AB C.WAC>W(wǎng)AD D.WAB=WAC 解析:選D.由WAB=q(φA-φB),又φB=φD=φC,故WAB=WAC=WAD. 3.(2018黑龍江哈爾濱第三中學(xué)期中)如圖所示,實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線,虛線表示等勢(shì)線,A、B、C 是電場(chǎng)中的三點(diǎn),下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度 E和電勢(shì)φ的大小關(guān)系正確的是( ) A.EA<EC B.EB>EA C.φA>φC D.φB>φA 解析:選D.電場(chǎng)線的疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小,A處電場(chǎng)線最密,場(chǎng)強(qiáng)最大,則有EA>EB,EA>EC,故A、B錯(cuò)誤.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越低,則知φB>φA,因φB=φC,故φC>φA,故C錯(cuò)誤,D正確. 4.如圖所示,在某一電場(chǎng)中有一條直電場(chǎng)線,在電場(chǎng)線上取AB兩點(diǎn),現(xiàn)將一個(gè)電子由A點(diǎn)以某一初速度釋放,它能沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰為零,電子運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示.則下列判斷正確的是( ) A.B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定小于A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) B.B點(diǎn)的電勢(shì)一定低于A點(diǎn)的電勢(shì) C.電子在A點(diǎn)的加速度一定小于在B點(diǎn)的加速度 D.該電場(chǎng)是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的,場(chǎng)源電荷一定在A點(diǎn)左側(cè) 解析:選B.電子從A到B的運(yùn)動(dòng)圖象如題圖所示,說明電子做勻減速運(yùn)動(dòng),故它受到的電場(chǎng)力不變且與運(yùn)動(dòng)方向相反,即由B到A,所以電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向是由A到B;由F=qE可知,A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定等于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)殡妶?chǎng)線的方向是由A到B,故B點(diǎn)的電勢(shì)一定低于A點(diǎn)的電勢(shì),選項(xiàng)B正確;電子做勻減速運(yùn)動(dòng),故加速度是相等的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因?yàn)锳B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等,故它不可能是由點(diǎn)電荷形成的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. [課時(shí)作業(yè)] 一、單項(xiàng)選擇題 1.關(guān)于等勢(shì)面下列說法正確的是( ) A.電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用,所以不做功 B.等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等 C.等差等勢(shì)面越密的地方,場(chǎng)強(qiáng)越大 D.在負(fù)的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,電場(chǎng)線由低等勢(shì)面指向高等勢(shì)面 解析:選C.電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)受電場(chǎng)力作用,只是電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以電場(chǎng)力不做功,故A錯(cuò);等勢(shì)面的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,等差等勢(shì)面越密表示場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng),故C對(duì);但同一等勢(shì)面上電場(chǎng)線疏密及方向可以不同,場(chǎng)強(qiáng)不一定相同,故B錯(cuò);在任何的電場(chǎng)中電場(chǎng)線總是由高電勢(shì)指向低電勢(shì),故D錯(cuò). 2.在以點(diǎn)電荷為球心、r為半徑的球面上各點(diǎn)的物理量不相同的是( ) A.電場(chǎng)強(qiáng)度 B.同一電荷所受電場(chǎng)力的大小 C.電勢(shì) D.同一電荷具有的電勢(shì)能 解析:選A.電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力都是矢量,有方向,在以點(diǎn)電荷為球心的球面上的各點(diǎn),這兩個(gè)量的大小相同但方向都不同,電勢(shì)、電勢(shì)能是標(biāo)量,在球面上的各點(diǎn)上,同一電荷所具有的電勢(shì)能以及電勢(shì)都是相同的. 3.在如圖所示的四種電場(chǎng)中,分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn).其中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向也相同的是( ) A.甲圖:與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn) B.乙圖:兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn) C.丙圖:點(diǎn)電荷與帶電平板形成的電場(chǎng)中平板上表面的a、b兩點(diǎn) D.丁圖:勻強(qiáng)電場(chǎng)中的a、b兩點(diǎn) 解析:選B.甲圖中的a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相同,場(chǎng)強(qiáng)的大小也相同,但是場(chǎng)強(qiáng)的方向不同,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;乙圖中的a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等,電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向都是水平向左,故選項(xiàng)B正確;丙圖中的a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等,場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直于平板,但是大小不同,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;丁圖中勻強(qiáng)電場(chǎng)中的a、b兩點(diǎn),a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn),兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向均相同,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 4.一個(gè)點(diǎn)電荷,從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn),其電勢(shì)能的變化為零,則( ) A.兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等 B.該點(diǎn)電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng) C.作用于該點(diǎn)的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直 D.兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等 解析:選D.電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)電勢(shì)能的變化為零,說明電場(chǎng)力沒做功,也就是a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等.但因?yàn)殡妶?chǎng)力對(duì)電荷做功與路徑無關(guān),所以電荷不一定是在等勢(shì)面上移動(dòng)的,電場(chǎng)力也不一定總與移動(dòng)方向垂直.所以D對(duì),A、B、C錯(cuò). 5.圖中K、L、M為靜電場(chǎng)中3個(gè)相距很近的等勢(shì)面(K、M之間無電荷).一帶電粒子射入此靜電場(chǎng)中后,沿abcde軌跡運(yùn)動(dòng).已知電勢(shì)φK<φL<φM,且粒子在ab段做減速運(yùn)動(dòng).下列說法中正確的是( ) A.粒子帶負(fù)電 B.粒子在bc段也做減速運(yùn)動(dòng) C.粒子在a點(diǎn)與e點(diǎn)的速度相等 D.粒子從c點(diǎn)到d點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做負(fù)功 解析:選B.由帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡的凹側(cè).畫出過a、b、c、d、e各點(diǎn)的電場(chǎng)線,因φK <φL<φM,可知粒子帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;粒子由b到c的過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,速率減小,選項(xiàng)B正確;由于a、e兩點(diǎn)電勢(shì)相等,故粒子在a、e兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等,由能量守恒定律知,粒子在a、e兩點(diǎn)的動(dòng)能相等,速度大小相等,但方向不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;粒子從c點(diǎn)到d點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做正功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 6.(2018德州高二期中)如圖甲所示,在一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn),若從A點(diǎn)由靜止釋放一電子,假設(shè)電子僅受電場(chǎng)力作用,電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度-時(shí)間圖象如圖乙所示,則( ) A.電子在A、B兩點(diǎn)受的電場(chǎng)力FA<FB B.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA>EB C.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)φA>φB D.電子在A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能EpA<EpB 解析:選B.由圖象斜率減小可知,加速度減小,故場(chǎng)強(qiáng)減小,電場(chǎng)力減小,A錯(cuò),B對(duì).由于電子速度增大,電場(chǎng)力做正功,故EpA>EpB,D錯(cuò).電場(chǎng)力方向由A指向B,電場(chǎng)線方向由B指向A,故φB>φA,C錯(cuò). 二、多項(xiàng)選擇題 7.(2018福建三明市一中高二月考)下列關(guān)于靜電場(chǎng)的說法正確的是( ) A.在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中沒有場(chǎng)強(qiáng)相等的兩點(diǎn),但有電勢(shì)相等的兩點(diǎn) B.正電荷只在電場(chǎng)力作用下,一定從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng) C.場(chǎng)強(qiáng)為零處,電勢(shì)不一定為零;電勢(shì)為零處,場(chǎng)強(qiáng)不一定為零 D.初速為零的正電荷在電場(chǎng)力作用下一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) 解析:選AC.在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中沒有場(chǎng)強(qiáng)相等的兩點(diǎn).不是方向不同,就是大小不同,但有電勢(shì)相等的兩點(diǎn),在以點(diǎn)電荷為圓心的同一圓周上電勢(shì)均相同,選項(xiàng)A正確;正電荷只在電場(chǎng)力作用下,當(dāng)從靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí),從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;場(chǎng)強(qiáng)為零處,電勢(shì)不一定為零,例如等量同種電荷連線的中點(diǎn)處;電勢(shì)為零處,場(chǎng)強(qiáng)不一定為零,例如等量異種電荷連線的中垂線上各點(diǎn),選項(xiàng)C正確;如果電場(chǎng)線為直線,初速為零的正電荷在電場(chǎng)力作用下一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 8.下列關(guān)于電勢(shì)高低的判斷,正確的是( ) A.負(fù)電荷從A移到B時(shí),外力做正功,A點(diǎn)的電勢(shì)一定較高 B.負(fù)電荷從A移到B時(shí),電勢(shì)能增加, A點(diǎn)的電勢(shì)一定較低 C.正電荷從A移到B時(shí),電勢(shì)能增加,A點(diǎn)的電勢(shì)一定較低 D.正電荷只在電場(chǎng)力作用下從靜止開始,由A移到B,A點(diǎn)的電勢(shì)一定較高 解析:選CD.根據(jù)電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能變化的關(guān)系,不管是正電荷還是負(fù)電荷,只要電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能就減少;只要電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能就增加.正、負(fù)電荷在電勢(shì)高低不同的位置具有的電勢(shì)能不同,正電荷在電勢(shì)高處具有的電勢(shì)能大;負(fù)電荷在電勢(shì)低處具有的電勢(shì)能大,選項(xiàng)C、D正確. 9.如圖所示,關(guān)于電場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn),下列說法中正確的是( ) A.電勢(shì)φA>φB,電場(chǎng)強(qiáng)度EA>EB B.電勢(shì)φA>φB,電場(chǎng)強(qiáng)度EA<EB C.將+q電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做了正功 D.將-q電荷分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能EpA>EpB 解析:選BC.由于B處電場(chǎng)線密集,所以電場(chǎng)強(qiáng)度EA<EB,A選項(xiàng)錯(cuò)誤.沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,所以電勢(shì)φA>φB,B選項(xiàng)正確.將+q電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做了正功,C選項(xiàng)正確.-q電荷在電勢(shì)高的A點(diǎn)具有的電勢(shì)能反而小,所以EpA<EpB,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 10.一帶電粒子在電場(chǎng)力的作用下沿圖中曲線JK穿過一勻強(qiáng)電場(chǎng),a、b、c、d為該電場(chǎng)的等勢(shì)面,其中有φa<φb<φc<φd,若不計(jì)粒子的重力,可以確定( ) A.粒子帶負(fù)電 B.從J到K粒子的電勢(shì)能增加 C.電場(chǎng)強(qiáng)度EJ<EK D.粒子從J到K運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變 解析:選AD.由等勢(shì)線判斷出電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)線且水平向左.由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線方向判斷出粒子帶負(fù)電,故A對(duì).從J到K電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小,故B錯(cuò).整個(gè)過程電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,由能量守恒定律,動(dòng)能和電勢(shì)能之和不變,故D對(duì).該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)處處相等,故C錯(cuò). 三、非選擇題 11.如圖所示,在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中,把一個(gè)q=-210-8 C的點(diǎn)電荷由無窮遠(yuǎn)處分別移到電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn),電場(chǎng)力做功分別為6.010-7 J,4.010-7 J,1.010-7 J.以無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn),這三點(diǎn)的電勢(shì)分別是多少? 解析:由公式φ=及W=-ΔEp可知 φA= V=30 V φB= V=20 V φC= V=5 V. 答案:30 V 20 V 5 V 12.為使帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿直線勻速地由A運(yùn)動(dòng)到B,必須對(duì)該電荷施加一個(gè)恒力F,如圖所示,若AB=0.4 m,α=37,q=-310-7 C,F(xiàn)=1.510-4 N,(不計(jì)重力). (1)在圖中用實(shí)線畫出電場(chǎng)線,用虛線畫出通過A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線,并說明它們的電勢(shì)高低情況; (2)求q在由A到B的過程中電勢(shì)能的變化量是多少? 解析:(1)因?yàn)樨?fù)電荷勻速運(yùn)動(dòng),所以電場(chǎng)力和F平衡,即電場(chǎng)力方向與F方向相反,所以電場(chǎng)線方向與F方向相同如圖所示. 又等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直,所以過A、B兩點(diǎn)分別作電場(chǎng)線的垂線,可得過A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線.因?yàn)檠仉妶?chǎng)線方向電勢(shì)降低,所以A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì). (2)在運(yùn)動(dòng)過程中,q克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能增加,因?yàn)镕做功與電場(chǎng)力做功的多少是相同的,由WF=FABcos α=1.510-40.40.8 J=4.810-5 J 得電勢(shì)能增加了4.810-5 J. 答案:(1)電場(chǎng)線與力F方向相同,等勢(shì)線垂直于電場(chǎng)線,A點(diǎn)電勢(shì)高(圖見解析) (2)電勢(shì)能增加了4.810-5 J- 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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