2020-2021学年高中物理(人教版-选修3-1)第1章-第5节-课时作业.docx
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1、第5节电势差1电场中两点间电势的差值叫电势差,UABAB,UBABA,因而UABUBA.2电势差是标量电势差有正负,电势差的正负表示电场中两点电势的凹凸,若UAB0,则AB.如UAB5 V,说明A点的电势比B点的电势低5 V.3公式WABqUAB,适用于任何电场,应用时要留意各物理量的正负,若q为负,UAB为负,则静电力做的功为正功;若q为负,UAB为正,则静电力做的功为负功4某电场中,点电荷从a点移到b点,电场力做功为零,则()Aa、b两点的场强确定相等Ba、b两点间的电势差确定为零Ca、b两点的电势确定相等D电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向答案BC解析电荷在电场中移动过程中,电场力做
2、功为零,则其电势能不变,电荷在初末两位置的电势能相等,因此电荷所在的初末两位置电势相等,但初末两位置间场强不愿定相等虽然电场力做功为零,但不愿定在移动时电荷运动方向总是与电场力方向垂直,由于电场力做功为零可以由多种可能的运动路径造成5对于电场中A、B两点,下列说法正确的是()A电势差的定义式UABWAB/q,说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比BA、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C将1 C电荷从A点移到B点,电场力做1 J的功,这两点间的电势差为1 VD电荷由A点移到B点的过程中,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化
3、就不再等于电场力所做的功答案C解析依据电势差的定义,电场中两点间的电势差在数值上等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功,仅由电场及两点位置打算,与移动的电荷量及做功的多少无关,即U是比值定义式,所以A错, B错,C对电势能的变化唯一打算于电场力做的功,与其他力是否做功,做多少功无关,D错6关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是()A电势差是矢量,电场力做的功是标量B在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大D在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零答案B解析电势差是标量,其正负号不表示方向,故A错两点间
4、的电势差与被移动的电荷的电荷量无关,故C错若在两点间移动负电荷时,电场力做正功,则这两点间电势差为负值,故D错,只有B对图17如图1所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线),两相邻等势线间的电势差为4 V,有一个带电荷量为q1.0108 C的负电荷从A点沿不规章曲线移到B点,电场力做功为_ J.答案4.0108解析WABqUAB1.01084 J4.0108 J.8在电场中把一个电荷量为6108 C的点电荷从A点移到B点,电场力做功为3105 J,将此电荷从B点移到C点,电场力做功为4.5105 J,求:A与C两点间的电势差答案250 V解析把电荷从A移到C电场力做功WACWABW
5、BC3105 J4.5105 J1.5105 J.则A、C间的电势差UAC V250 V.【概念规律练】学问点一电势差1下列说法正确的是()A电势差与电势一样,是相对量,与零点的选取有关B电势差是一个标量,但是有正值和负值之分C由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关DA、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而转变,所以UABUBA答案BC解析电势差的大小与零电势点的选取无关,故A错从电势差的特性可知电势差是标量,有正负之分,B项正确从电场力做功的特点及电势差的定义可知两点间的电势差只与两点间的位置有关,C项正确最易错的是把电势差与电压相
6、混淆,电势差可以反映出两点电势的凹凸,UABUBA,而电压只是电势差的大小,故D项错误点评电势差仅由电场及两点在电场中的位置打算,与零电势点的选取无关2将一个电荷量为106 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做功2106 J从C点移到D点,电场力做功7106 J,若已知B点比C点电势高3 V,则UDA_.答案2 V解析由负电荷从电场中A点移到B点克服电场力做功,从C点移到D点电场力做正功知:A点电势高于B点,C点电势低于D点有:UAB V2 V,UCD V7 V,即UABAB2 V,UCDCD7 V,UBCBC3 V,则UDADA(UABUBCUCD)2 V.点评(1)电势差是表示电
7、场能的性质的物理量,只由电场本身的性质打算,与WAB和q无关(2)电势差和静电力做功亲热相关,由公式UAB看出,电势差在数值上等于移动单位正电荷时静电力所做的功(3)利用公式UAB和WABqUAB时,各量的正负号有两种处理方法:带正负号进行运算,依据计算结果的正负推断电势凹凸或功的正负只将确定值代入公式运算,例如计算WAB,无论q、UAB正负,只将它们的确定值代入公式,若要知道WAB的正负,可依据静电力方向和位移方向的夹角来判定学问点二电势差与电场力做功的关系3关于电势差与电场力做功的说法中,正确的是()A电势差的大小由在两点间移动电荷时电场力做的功和电荷的电荷量打算B电场力在两点间移动电荷做
8、功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量打算C电势差是矢量,电场力做的功是标量D电场中两点间的电势差等于电场力做的功,电荷的电势能减小答案B解析本题主要考查电势差的概念及电场力做功与电势差的关系电势差的大小由电场本身的因素打算,与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关,A项错由WABqUAB知,B项对电势差、电场力做的功都是标量,C项错电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功,D项错,因此正确选项为B.4如图2所示,把电荷量为5109 C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能_(选填“增大”、“减小”或“不变”);若A点的电势UA15 V,B点的电势UB10 V,则
9、此过程中电场力做的功为_ J.图2答案增大2.5108解析负电荷顺着电场线移动,电场力做负功,电势能增加WABqUABq(UAUB)5109(1510) J2.5108 J.点评由UAB得:WABqUAB.因此只要知道电荷的电荷量和两点的电势差,便可求电场力做的功计算中需留意正负号的处理若把q和UAB的正负号代入,则得出的W的正负即表示正、负功5如图3所示,a、b、c、d为匀强电场中四个等势面,相邻等势面间距离为2 cm,已知UAC60 V,求:图3 (1)设B点电势为零,求A、C、D、P点的电势;(2)将q1.01010 C的点电荷由A移到D电场力所做的功WAD;(3)将q1.01010 C
10、的点电荷由B移到C,再经过D最终回到P,电场力所做的功WBCDP.答案(1)A30 V,C30 V,D60 V,P0(2)WAD9.0109 J(3)WBCDP0解析(1)由题意可知PB0UAC60 V,UABUBC,所以UABA030 V则A30 V,同理C30 V,D60 V(2)由做功的公式:WADqUADq(AD)9.0109 J(3)由于电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,所以做功为WBCDPqUBP0.点评利用WABqUAB计算时,公式中WAB、q、UAB均可以有正、负,留意各物理量用正、负值代入电场力对电荷所做的功只与初末位置有关,与路径无关6如图4所示,在a点由静止释放一个
11、质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则()图4A带电粒子带负电Ba、b两点间的电势差UabCb点场强大于a点场强Da点场强大于b点场强答案ABC解析带电粒子由a到b的过程中,重力做正功,而粒子运动到b点时动能没有增大,说明电场力做负功依据动能定理有:mghqUab0,解得a、b两点间电势差为Uab.由于a点电势高于b点电势,Uab0,所以粒子带负电,选项A、B皆正确带电粒子由a运动到b过程中,在重力和电场力的共同作用下,先加速运动后减速运动由于重力为恒力,所以电场力为变力,且电场力越来越大,由此可见b点场强大于a点场强选
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