《2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 課時提升作業(yè)五 1.5 電勢差 新人教版選修3-1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 課時提升作業(yè)五 1.5 電勢差 新人教版選修3-1(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時提升作業(yè) 五 電勢差
(20分鐘 50分)
一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分)
1.一個點電荷,從靜電場中的A點移到B點的過程中,靜電力做功為零,則
( )
A.A、B兩點的電場強度一定相等
B.作用于該點電荷的靜電力與其移動方向總是垂直的
C.A、B兩點的電勢差為零
D.點電荷一定沿直線從A點移到B點
【解析】選C。由公式WAB=qUAB可知,若WAB=0,則一定是UAB=0,選項C正確。
【補償訓練】
如圖所示為某靜電場等勢面的分布,電荷量為1.6×10-9C的正點電荷從A經(jīng)B、C到達D點,則從A至D,電場力對電荷做的功為 ( )
A.
2、4.8×10-8 J
B.-4.8×10-8 J
C.8.0×10-8 J
D.-8.0×10-8 J
【解析】選B。UAD=φA-φD=-40-(-10)V=-30 V。
所以WAD=qUAD=1.6×10-9×(-30) J=-4.8×10-8 J。
2.在點電荷Q形成的電場中有一點A,當一個-q的試探電荷從電場的無限遠處被移到電場中的A點時,靜電力做的功為W,則試探電荷在A點的電勢能及電場中A點的電勢分別為 ( )
A.=-W,φA= B.=W,φA=-
C.=W,φA= D.=-W,φA=-
【解析】選A。依題意,-q的檢驗電荷從電場的無限遠處移到電
3、場中的A點時,電場力做的功為W,則電荷的電勢能減小W,無限遠處電荷的電勢能為零,則電荷在A點的電勢能為EpA=-W,A點的電勢φA==,選項A正確。
3.如圖所示,實線為電場線,虛線為等勢面,相鄰兩等勢面間的電勢差相等。一個正電荷在等勢面L3處的動能為20 J,運動到等勢面L1處時動能為零;現(xiàn)取L2為零電勢參考平面,則當此電荷的電勢能為4 J時,它的動能為(不計重力及空氣阻力) ( )
A.16 J B.10 J C.6 J D.4 J
【解析】選C。正電荷在電場中只受靜電力的作用,在L3等勢面時,動能為20 J,運動到L2等勢面時其動能一定是10 J,此時電勢能為
4、零,此正電荷動能和電勢能總和為10 J。當它的電勢能為4 J時,動能為6 J,選項C正確。
4.(多選)如圖所示,M、N是電場中某一條電場線上的兩點,若負電荷由M移到N時,電荷克服靜電力做功,下列說法中不正確的是 ( )
A.M點和N點之間一定有電勢差
B.M點的電場強度一定大于N點的電場強度
C.電場線的方向從M指向N
D.M點的電勢大于N點的電勢
【解析】選A、C、D。負電荷從M移到N時,電荷克服靜電力做功,則負電荷所受的靜電力的方向是從N到M,則電場線的方向為由M指向N。判斷知選項A、C、D正確,B錯誤。
二、非選擇題(22分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算
5、的要注明單位)
5.如圖所示,Q為固定的正點電荷,A、B兩點在Q的正上方與Q相距分別為h和0.25h,將另一點電荷從A點由靜止釋放,運動到B點時速度正好又變?yōu)榱?。若此電荷在A點處的加速度大小為g,試求:
(1)此電荷在B點處的加速度。
(2)A、B兩點間的電勢差(用Q和h表示)。
【解析】(1)這一電荷必為正電荷,設其電荷量為q,由牛頓第二定律知,在A點時
mg-=m· g;
在B點時-mg=m·aB
解得aB=3g,方向豎直向上,q=。
(2)從A到B過程,由動能定理mg(h-0.25h)+qUAB=0,故UAB=-。
答案:(1)3g,方向豎直向上 (2)-
【能力
6、挑戰(zhàn)區(qū)】
1.(多選)一帶正電的檢驗電荷,僅在電場力作用下沿x軸從x=-∞向x=+∞運動,其速度v隨位置x變化的圖象如圖所示,x=x1和x=-x1處,圖線切線的斜率絕對值相等且最大,則在x軸上 ( )
A.x=x1和x=-x1兩處,電場強度相同
B.x=x1和x=-x1兩處,電場強度最大
C.x=0處電勢最低
D.從x=x1運動到x=+∞過程中,電荷的電勢能逐漸減小
【解析】選B、D。正檢驗電荷僅在電場力作用下沿x軸從x=-∞向x=+∞運動,速度先減小后增大,所受的電場力先沿-x軸方向,后沿+x軸方向,電場線方向先沿-x軸方向,后沿+x軸方向,則知x=x1和x=-x1兩處,電
7、場強度的方向相反,電場強度不同,故A錯誤;由v-t圖象的斜率決定電場強度的大小,x=x1和x=-x1兩處斜率最大,則電場強度最大,故B正確;由上知,電場線方向先沿-x軸方向,后沿+x軸方向,根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知,電勢先升高后降低,則x=0處電勢最高,故C錯誤;從x=x1運動到x=+∞過程中,電場力沿+x軸方向,則電場力做正功,電荷的電勢能逐漸減小,故D正確。
【總結提升】等量電荷問題中的圖象
(1)兩個等量正點電荷位于垂直于x軸的連線上,相對原點對稱分布,選無窮遠處電勢為零。x軸上電場強度E、電勢φ的變化規(guī)律如圖所示。
(2)兩個等量異種點電荷位于x軸上,相對原點對稱分布,
8、x軸上電場強度E、電勢φ的變化規(guī)律如圖所示。
【補償訓練】
1.(多選)一帶正電的粒子僅在電場力作用下從A點經(jīng)B、C點運動到D點,其v-t圖象如圖所示,則下列說法中正確的是 ( )
A.A處的電場強度一定大于B處的電場強度
B.粒子在A處的電勢能一定大于在B處的電勢能
C.C、D間各點電場強度和電勢都為零
D.A、B兩點間的電勢差大于C、B兩點間的電勢差
【解析】選A、B。由圖知粒子在A處的加速度大于在B處的加速度,因a=,所以EA>EB,A對;粒子從A到B動能增加,由動能定理知電場力必做正功,電勢能必減小,B對;同理由動能定理可知A、C兩點的電勢相等,UAB=UCB
9、,D錯;僅受電場力作用的粒子在C、D間做勻速運動,所以C、D間各點電場強度均為零,但電勢是相對于零勢點而言的,可以不為零,C錯。
2.如圖所示,虛線方框內為一勻強電場,A、B、C為該電場中的三個點,已知φA=12 V,φB=6 V,φC=-6 V,試在方框內作出該電場示意圖(即畫出幾條電場線),要保留作圖時所用的輔助線。若將一個電子從A點移到B點,靜電力做多少電子伏特的功?
【解析】由于是勻強電場,故AC連線上等間距的點其電勢差相等,故AC連線三等分點之一D點與B點等勢,BD連線組成等勢面,電場線與BD垂直,且指向電勢降低的方向(如圖所示)。
W=qUAB=-e(φA-φB)=-6 eV.
答案:圖見解析 -6 eV
2.某次發(fā)生雷電時,兩塊云間的電勢差為109 V,從一塊云移至另一塊云的電荷量為36 C,那么: (1)在這次閃電中放出的能量是多少?
(2)可供1千瓦的電爐用電多長時間?
【解析】(1)閃電放出的能量等于靜電力做的功
W=qU=3.6×1010 J。
(2)t==3.6×107 s=1.0×104 h。
答案:(1)3.6×1010 J (2)1.0×104 h
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