课下巩固训练7 电势差-【正禾一本通】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

[课下巩固训练(七)]　电势差 __________________________________________________________________ (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 【基础应用题】 1．下列选项描述的是电场线与等势面之间的关系，实线表示电场线，虚线表示等势面，其中正确的是(　　 ) 解析：选C。等势面和电场线要处处垂直，A、D两选项中两者均不垂直；电场强度大的地方等势面要密集，B选项不符合特点；C选项符合等势面的特点，故C正确。 2．如图所示的实线表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10-9 C的正电荷从A经B、C到达D点。从A到D，静电力对电荷做的功为(　　 ) A．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：选B。静电力做功只与初末位置的电势差有关，与路径无关，所以从A经B、C到达D点，静电力做功为WAD＝qUAD＝1.6×10-9×(－40 V＋10 V)＝－4.8×10-8 J，故B正确。 3．带电荷量q＝－4×10-10 C的电荷在电场中的A点具有的电势能EpA＝－2×10-8 J，在电场中的B点具有的电势能EpB＝－6×10-8 J。下列判断正确的是(　　 ) A．将电荷从A点移到B点，静电力做功6×10-8 J B．将电荷从A点移到B点，克服静电力做功4×10-8 J C．A与B两点间电势差大小为200 V D．A与B两点间电势差大小为－100 V 解析：选D。将电荷从A点移到B点，静电力做功WAB＝EpA－EpB＝4×10-8 J，静电力做正功，故A、B错误；A与B两点间电势差大小为UAB＝＝－100 V，故C错误，D正确。 4．(2022·天津高考)如图所示，一正点电荷固定在圆心，M、N是圆上的两点，下列说法正确的是(　　 ) A．M点和N点电势相同 B．M点和N点电场强度相同 C．负电荷由M点到N点，电势能始终增大 D．负电荷由M点到N点，电场力始终做正功 解析：选A。M、N是以O为圆心的圆上的两点，处在同一等势面上，则电势相同，电场强度的大小相等，但方向不同，故A正确，B错误；由于M、N两点电势相等，所以负电荷由M点到N点，电场力做功为零，电势能变化量为零，故C、D错误。 5．电路维修时需要带电作业，为了安全，电工要穿上用金属丝线编织的衣服和手套进行电路维修，如图甲。图乙中，电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，下列说法正确的是(　　 ) A．在c、d、e、f四点中，c点的电场强度最大 B．若将某电子由c移到f，其电势能将减小 C．将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动 D．在c、d、e、f四点中，c点的电势最高 解析：选D。在c、d、e、f四点中，f点所处的等差等势面最密集，所以电场线也密集，则f点的电场强度最大，故A错误；f点电势最低，若将某电子由c移到f，其电势能将增大，故B错误；电场方向由c等势面指向f等势面，则将某电子在d点由静止释放，它会向c点所在等势面运动，故C错误；因B供电线的电势高于A供电线的电势，故在c、d、e、f四点中c点的电势最高，故D正确。 6．如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异种点电荷＋Q和－Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴。将一个点电荷＋q从O点移动到D点，静电力对它做功大小为W1，将这个点电荷从C点移动到E点，静电力对它做功大小为W2，则下列判断正确的是(　　 ) A．两次移动点电荷静电力都做正功，并且W1<W2 B．两次移动点电荷静电力都做正功，并且W1>W2 C．两次移动点电荷静电力都做负功，并且W1<W2 D．两次移动点电荷静电力都做负功，并且W1>W2 解析：选B。根据等量异种点电荷周围的电场线和等势面分布特点可知，OC所在的直线为等势线，E点电势高于D点电势，所以有UCE<UOD，两次移动点电荷的过程中，静电力都做正功，根据W＝qU可得W1>W2，故选项B正确。 【综合提升题】 7．(2024·四川资阳检测)如果在某电场中将电荷量为5.0×10-4 C的正电荷，仅在静电力作用下由A点移到B点，静电力做功为2.0×10-3 J，则(　　 ) A．电荷在B点的动能比在A点的动能小2.0×10-3 J B．电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.0×10-3 J C．A、B两点间电势差为－4 V D．若把一个q＝1.0×10-4 C的负电荷从A移动到B，则静电力做功4.0×10-4 J 解析：选B。仅在静电力作用下电荷由A点移到B点，静电力做功为2.0×10-3 J，所以电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.0×10-3 J，根据动能定理知，电荷在B点的动能比在A点的动能大2.0×10-3 J，故B正确，A错误；A、B两点间电势差为UAB＝＝4 V，故C错误；若在A、B两点间移动一个q＝1.0×10-4 C的负电荷，则静电力做功W＝q′UAB＝－1.0×10-4×4 J＝－4.0×10-4 J，故D错误。 8．如图所示，虚线为位于 O位置的点电荷形成电场中的等势面，已知三个等势面的电势差关系为φ1－φ2＝φ2－φ3。图中的实线为一带负电的粒子进入该电场后的运动轨迹，与等势面相交于图中的 a、b、c、d四点，已知该粒子仅受静电力的作用，则下列说法正确的是(　　 ) A．只有在 a、d两点粒子的动能与电势能之和相等 B．O点的场源电荷是正电荷 C．粒子电势能先增加后减小 D．三个等势面的电势φ1>φ2>φ3 解析：选C。粒子运动的过程中只有静电力做功，则粒子的动能与电势能之和不变，四个点都是相等的，故A错误；由题图结合曲线运动的特点可知，粒子受到的静电力的方向偏右，粒子带负电，所以电场强度的方向偏左，结合常见电场的特点可知，该电场的场源电荷是负电荷，故B错误；粒子向左运动的过程中静电力做负功，而向右运动的过程中静电力做正功，即静电力对该粒子先做负功后做正功，粒子电势能先增加后减小，故C正确；电场强度的方向偏左，沿电场线的方向电势降低，所以三个等势面电势的关系为φ3>φ2>φ1，故D错误。 9．(多选)位于A、B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内的电势分布如图所示，图中实线表示等势面，则(　　 ) A．a点和b点的电场强度大小相同 B．正电荷从c点移到d点，静电力做正功 C．负电荷从a点移到c点，静电力做正功 D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大 解析：选CD。a点的等势面比b点的稀疏，故a点的电场强度比b点的小，选项A错误；在负点电荷产生的电场中，越靠近负电荷的等势面电势越低，所以c点电势低于d点电势，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动，静电力做负功，选项B错误；a点电势低于c点电势，负电荷从a点移到c点，即负电荷向高电势处移动，静电力做正功，选项C正确；从e点到f点，电势先变低后变高，故沿此方向移动正电荷，静电力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，选项D正确。 10．(多选)空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0，现有另一电荷量为－q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0，若忽略重力的影响，则(　　 ) A．在O、A、B三点中，B点电势最高 B．在O、A、B三点中，A点电势最高 C．O、A间的电势差比B、O间的电势差大 D．O、A间的电势差比B、O间的电势差小 解析：选AD。电荷量为q的粒子从O点运动到A点，由动能定理可得qUOA＝m(2v0)2mv02，解得UOA＝；电荷量为－q的粒子从O点运动到B点，同理可得(－q)UOB＝m(3v0)2－m(2v0)2，解得UOB＝－，即UBO＝，所以O、A间的电势差比B、O间的电势差小，C错误，D正确。由以上计算结果可知UOA>0，UOB<0，所以φO>φA，φO<φB，即O、A、B三点的电势关系为φA<φO<φB，A正确，B错误。 11．如图所示，在光滑绝缘竖直细杆上，套有一个有孔的带电小球，小球质量为m，带电荷量为q，杆与以正电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点。小球从A点无初速度释放，滑到B点时速度大小为。已知lAB＝lBC＝h，q远小于Q。 (1)求A、B两点间的电势差。 (2)若设定A点电势为零，则B、C两点的电势分别为多少？ 解析： (1)小球由A到B的过程中，重力和静电力做功，由动能定理得 mgh＋WAB＝mv2－0 解得WAB＝mgh 因为WAB>0，且小球由A到B靠近正电荷Q，可知小球带负电，故A、B两点间的电势差 UAB＝。 (2)因为UAB＝φA－φB 可得 UAB＝－φB 又因B、C两点是等势点，则有 φC＝φB＝。 答案：(1)－　(2) 【创新拔高题】 12．(多选)静电透镜被广泛应用于电子器件中，如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场，其中虚线为等势线，任意两条相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场的中心轴线。一电子从其左侧进入聚焦电场，实线为电子运动的轨迹，P、Q、R为其轨迹上的三点，电子仅在静电力作用下从P点运动到R点，在此过程中，下列说法正确的是(　　 ) A．P点的电势低于Q点的电势 B．电子在P点的加速度小于在R点的加速度 C．从P至R的运动过程中，电子的电势能增加 D．从P至R的运动过程中，电子的动能一直增大 [创新空间]从等势面或电场线入手看粒子的功能关系 解析：AD。电子运动到P点时，速度方向沿该点的切线方向，结合轨迹的弯曲方向可知，电子受到的静电力方向应偏向下侧，如图所示， 又因为电子带负电，所受静电力方向与电场强度的方向相反，电场强度的方向又与等势线垂直，所以该点电场线的方向应垂直等势面指向左上侧，整个区域电场线的方向从右侧指向左侧，即P点的电势低于Q点的电势，故A正确；对等差等势面而言，等势线的密集程度能够表示电场的强弱，由于P点的等势线分布比R点的密集，所以P点的电场强度大于R点的电场强度，电子在P点的受力或加速度大于在R点的受力或加速度，故B错误；从P至R的运动过程中，电子所受静电力做正功，电子的电势能减小，动能增大，故C错误，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$