10.2 电势差（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第三册物理（人教版2019）

10.2　电势差 [见学生用书P18] 负电荷会产生一个指向自身的电场，假如你将一个小的正电荷放置在该电场的A点处，那么它就会沿电场方向受到一个力的作用，如果将此电荷移到离负电荷更远的B点处(如图所示)。 (1)你需要对带正电的小电荷做什么功？电势能有什么变化？ (2)你认为A、B两点是否存在电势差，想想电势差与哪些因素有关？ 【答案】 (1)做正功，电势能增加。(2)A、B两点存在电势差，电势差与试探电荷无关，由场源电荷和距离确定。 1．下列物理量与检验电荷有关的是(　C　) A．电场强度 B．电势 C．电势能 D．电势差 【解析】 电场强度是描述电场的力的性质的物理量，由定义式E＝＝k可知，E与检验电荷无关，A不符合题意；电势差是电场中两点之间电势的差值，即UAB＝φA－φB，与检验电荷无关，B不符合题意；根据电势能的公式EP＝qφ可知，电势能既与电场有关，也与检验电荷q有关，C符合题意；电势差是描述电场的势能的性质的物理量，由电场本身决定，与检验电荷无关，D不符合题意。 2．一个带正电的点电荷，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中若将该电荷由a点移到b点，静电力做的功为2.0×10－5 J，则a、b两点间电势差Uab为(　B　) A．3.0×104 V B．1.0×104 V C．4.0×104 V D．7.0×104 V 【解析】 由静电力做功与电势差的关系可得W＝qUab＝2×10－5 J，解得a、b两点间电势差Uab＝＝ V＝1×104 V，B正确。 3．如图所示，a、b、c是匀强电场中距离相等的三个等势面，取等势面b的电势φB＝0。一个带正电的粒子在等势面a上的A点以300 eV的初动能沿垂直等势面方向向等势面c运动，到达等势面c上的B点时速度刚好为0。若带电粒子所受重力不计，在这个电场中，带电粒子的电势能为50 eV时的动能是(　C　) 第3题图 A．200 eV B．150 eV C．100 eV D．50 eV 【解析】 因为一个带正电的粒子在等势面a以300 eV的初动能沿垂直等势面方向向等势面c运动，到达等势面c时速度刚好为零，所以Ekc＝0，从a到c静电力做功Wac＝－300 eV。因为a、b、c是匀强电场中距离相等的三个等势面，所以静电力做的功Wab＝Wbc，又因为Wab＋Wbc＝Wac，所以Wab＝Wbc＝－150 eV。因为在电场中只有电势能和动能的相互转化，因此满足机械能守恒。取等势面b的电势φb＝0，可得Eb＝Ekb＋Epb＝－150 eV，所以当电势能为50 eV时，动能为100 eV，C正确。 4．一个带正电的点电荷，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中若将该电荷由a点移到b点。在这个过程中，除静电力外，其他力做的功为6.0×10－5 J，点电荷的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差Uab为(　B　) A．3.0×104 V B．1.0×104 V C．4.0×104 V D．7.0×104 V 【解析】 根据动能定理得qUab＋W其他＝ΔEk，则Uab＝＝ V＝1.0×104 V，B正确。 5．如图所示的同心圆(虚线)是电场中的一簇等势线，一个电子只在静电力作用下沿着直线由A向C运动时速度越来越小，B为线段AC的中点，下列说法正确的是(　C　) 第5题图 A．电子沿AC运动时，受到的静电力越来越小 B．电子沿AC运动时，它具有的电势能越来越小 C．电势φA>φB>φC D．电势差UAB＝UBC 【解析】 由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，可知该电场是由一个处于圆心的负电荷产生的，根据库仑定律可以判断，电子沿AC方向运动时受到的静电力越来越大，A错误；电子沿AC方向运动时，静电力做负功，故电势能逐渐变大，B错误；电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，电子由A向C运动过程速度越来越小，故静电力向外，电场强度向内，故外侧电势较高，即φA>φB>φC，C正确；电子沿AC方向运动过程中，静电力逐渐变大，从A到B过程静电力较小，故从A到B过程静电力做功较少，根据电势差与静电力做功关系U＝，可以得到UAB<UBC，D错误。 6．将电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再将该电荷从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，求A、C两点间的电势差UAC。 【答案】 3 V。 【解析】 A、B两点间的电势差 UAB＝＝ V＝5 V， B、C两点间的电势差 UBC＝＝ V＝－2 V。 所以UAC＝UAB＋UBC＝3 V，故A、C两点间的电势差为3 V。 7．(多选)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过