练案6 10.2 电势差-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

练案[6] 第十章 第2节 电势差 基础巩固练 能力提升练 1.下列各物理量中，与试探电荷有关的量是 7.根据α粒子散射实验，卢瑟福 提出了原子的核式结构模型， A.电场强度E B.电势p 如图所示虚线表示原子核所 C.电势能E。 D.电势差U 形成的电场的等势线，且三个 2.将一个电荷量为g的正电荷在匀强电场中从 等势线之间距离相等，实线表 A点移到B点，电场力做功W,则A、B两点之 示一个a粒子（带正电）的运动轨迹。在α粒 间的电势差等于 子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说 A.I B号 C.qw D.0 法中正确的是 () A.加速度先变小，后变大 3.电场中有a、b两点，已知p。=-500V,96= B.bc两点间电势差为ba两点间电势差的2倍 1500V,将电荷量为g=-4×10-9C的点电 C.电势能先增大，后减小 荷从a移到b时，电场力做功为 ( D.a点动能大于c点动能 A.负功8×106J B.正功8×106J 6 C.负功4×106J D.正功4×106J 8.某电场的等势面如图所示，A、 8 V 4.在电场中A、B两点间的电势差为UB=75V, B,C是等势面上的三点，下列10A B,C两点间的电势差为Uc=-1O0V,则A、 说法正确的是 ( B、C三点电势高低关系为 ( A.负点电荷在A点受到的电场力小于在C时 A.P8>Pc B.e>P>P8 的电场力 C.Pe>on>Pa D.o<Pe<os B.将正点电荷从A点移到C点，电场力做 5.如图，带箭头的实线表示某静 负功 电场的电场线，虚线表示其等 C.负点电荷在A点的电势能小于在B点的电 势面。已知a、b、c三点的电场 势能 强度大小分别为E。、E6、E。,电 D.正点电荷在B点的电势能大于在C点的电 势分别为9.9，则() 势能 A.E.<E,= B.E。>Eh,Pa>P6 9.(多选)电缆周围的电场分布对电缆的电气化 C.E >Es,<o D.E。=E,pu=9 强度影响很大。如图所示为电缆终端周围的 6.空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点 电场分布情况，图中虚线为等势线，实线为电 电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电 场线，下列说法正确的是 () 场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场 牙缇线越 中的5个点，设无穷远处电势为0，则( 绝缘层 40 40)V 30 30V 20 20V 10V 10F A.e点的电势大于0 B.a点和b点的电场强度相同 A.电场中b点的场强小于c点的电场强度 C.b点的电势低于d点的电势 B.将一电子放在c点，电子的电势能 D.负电荷从a点移动到c点时电势能增加 为-30eV 176- C.将一质子由a点经b点移至c点，电场力先12.如图所示，一电荷量为Q的正点电荷固定在 做正功后做负功 倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜 D.在b点由静止释放一带正电的粒子，粒子将 面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线 沿电场线运动 上，A和C相距为2L,B为AC中点。现将一 10.(多选)如图所示，实线为某 带正电q、质量为m的小球从A点由静止释 静电场中的一簇电场线，其g心 放，当带电小球运动到B点时速度正好又为 中过a、b、c三点的电场线为 零，已知带电小球在A点处的加速度大小为 一条直线，且b为ac的中 点。虚线为某一带电粒子进入该电场后仅在 号，静电力常量为，求： 电场力作用下的运动轨迹，粒子依次通过三 条电场线上的d,b、e三处位置。下列说法中 B 正确的是 c④T30 A.该粒子带正电 (1)小球运动到B点时的加速度大小。 B.带电粒子在e点的加速度大于它在d点的 (2)B和A两点间的电势差。 加速度 C.ab两点之间的电势差U小于bc两点之间 的电势差U D.带电粒子从d点运动到e点的过程中电势 能一直在减小 11.带电荷量为+3×106C的粒子只在静电力 作用下先后经过电场中的A、B两点，静电力 做功6×10-4J,已知B点电势为50V,则 (1)A、B两点间的电势差是多少？ (2)A点的电势是多少？ (3)电势能变化了多少？ (4)动能变化了多少？ 177(3)-2x10*1 8.D 如图为等差等势面,其疏密反应电场强度的大小,故A点 解析:(1)电荷从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力 电场强度大于C点电场强度,根据F=E知,负点电荷在A点 做功1x10*】.电荷的电势能增加,无限远处电势能为零, 受到的电场力大于在C时的电场力,故A错误;将正点电荷从 则电荷在A点具有1x10*3的电势能; A点移到C点,电势降低,正电荷电势能减小.电场力做正功 故B错误;A、B在同一等势面上,电势能相等,故C错误;B点 #-1xi10V=100: 电势大于C点电势,正点电荷在B点的电势能大干在C点的 (3)由电势能的公式得:E.=’.=-2x10x100]=-2 电势能,故D正确。故选D x10*1. 9. AB 电场线的疏密表示电场强度的大小,b点疏密程度小于e 即该电荷具有的电势能是-2x10*1. 点疏密程度,所以点的场强小于c点的电场强度,故A正 练案[6] 确;根据E.=g,可知将一电子放在c点,电子的电势能为E =-ex30V=-30eV.故B正确;由图可知V.<0.V.>0. 1.C 电势、电势差、电场强度都是表述电场本身性质的物理,与 可知将一质子由“点经久点移至c点,电场力先做角功后做 试探电荷无关。 正功,故C错误;由于b点电场线不是直线,所以在^点由静 止释放一带正电的粒子,粒子并不会沿电场线运动,故D错 误。故选AB. 正确。 10.AC 带电粒子在静电场中做曲线运动,合力指向轨迹内侧 3.B $电场力做功W=q$=(-)=-4x10x(-2000)J 粒子仅受电场力作用,可知带电粒子在b点所受电场力方向 -8x10^3.电场力做正功,故B正确,A.C.D错误。故选B 水平向右,与电场强度方向相同,可知该带电粒子带正电,故 4. B 由题意,=-=75V.则得:;nc=-$ A正确;电场线分布的疏密程度反映了电场的强弱,d点附近 =-100V,则得;又=V+U=(75-100)V= 电场线分布比e点的更密集,d点的场强大于e点的场强,因 -25V.则得:<;故有:→:>s。故A.C、D错误,B 此粒子在a点所受到的电场力大于在e点所受到的电场力 正确。故选B。 根据F=Eo=ma.可知粒子在a点的加速度大于它在e点的 5.B 由图示可知,a处的电场线密,b处的电场线稀疏,因此a 加速度,故B错误;电场线分布的疏密程度反映了电场的强 点的电场强度大,b点的场强小.即E.>E.;沿着电场线的方 弱,c点附近电场线分布比a点的更密集,则c点的场强大于 向,电势逐渐降低,则a点的电势高于c点的电势,即。>; a点的场强,那么之间的平均电场强度小于之间的平 b、c两点在同一等势面上,电势相等,,则→。故B 均电场强度,根据V=Ed.可知,ab两点之间的电势差V.小 正确,A.C、D错误。故选B 于bc两点之间的电势差V..故C正确;根据上述可知,带电 6.D 根据电场等势面的图像可以知道,该电场是等量异种电荷 粒子从d点运动到e点的过程中,电场力对带电粒子做负 的电场,选无穷远处电势为0.则中垂面是等势面,电势为0 功,则其电势能一直在增大,故D错误。故选AC 故A错误;等量异种电荷的电场,它具有对称性,a点和点 11.(1)200V (2)250V (3)减少了6x10] 的电场强度大小相等,而方向不同,故B错误;沿着电场线的 (4)增加了6x10*] 方向电势降低,b点离正电荷的距离更近,所以b点的电势较 解析:(1)根据电场力做功与电势差的关系W.=q. 高,高于a点的电势,故C错误;a点离正电荷近,a点电势高 于c点,根据负电荷在电势高处电势能小,知负电荷从a点移 可得A、B两点间的电势差 到c点,电势能增加,故D正确。故选D 7-3xi10V=200V。 7.C 由题可知,可视为点电荷形成电场,由牛顿第二定律:0 (2)已知B点电势为50V,且有 =ma,在a粒子从a运动到b、再运动到e的过程中,距离先减 V=.-=200V。 可得A点的电势为.=250V 小后增大,所以加速度先变大后变小,A错误;点电荷形成的 电场中,越靠近场源电荷,电场强度越大,则由公式V=Ed.图 (3)根据△E.=-W=-6x10+] 可得电势能减少了6x101。 中两等势面间的距离相等,但是电场强度不恒定,所以不满足 (4)根据动能定理可得 两倍关系,B错误:电场是由原子核形成的,即场源电荷带正 AF.=W=6x10-1 电,运动电荷a粒子也带正电,所以电场力是排斥力,所以靠 可知动能增加了6x10*1。 近过程电场力做负功,远离过程电场力做正功,因此电势能先 增大后减小,C正确;越靠近正场源电荷,电势越高,则。> &.据W.=q,又a粒子的a为正,U.为正,所以电场力做 正功,动能增加,因此a点动能小于c点动能,D错误。故 选C. 根据牛顿第二定律可得 -262一 mgsin 30"-F.=ma.=m·3 5.C 已知A、B、F三点的电势分别为20V. 10V.0.根据匀强电场电势差与电场强度 小球在B点受到的库仑力为 的关系可知-=-代入数据解 #- 得:.=10V.则BE连线为等势线.电场线 根据牛顿第二定律可得 垂直等势线指向电势较低的方向,所以电场方向从A指向F F -mgsin 30=ma 故A错误;根据匀强电场电势差与电场强度的关系可知A、E 两点电势差和D、两点电势差相等,故B错误;根据A项可 联立解得小球运动到B点时的加速度大小为a6&。 知电场强度如图,则电场强度E= (2)小球从A到B过程,根据动能定理可得 2 mglsin30+q=0 10/2V/m.此时BCHE平面为等势面,故C正确.D错误 解得V:-mgL 6.B 分析可知粒子可能是从A点运动到C点,也可能是从C 2 点运动到A点,故A错误;电子只在电场力作用下运动,则电 则B和A两点间的电势差为 子的电势能和动能之和不变,为32eV,又由于图中为等差等 =-.-mt 势线,电子在B点的电势能为-15eV,B点的电势为15V.A 2 点的电势为零,则等势线k的电势为30V.则电子在C点的电 练案[7] 势能为-30eV.因此动能为62eV,故B正确;B点的电势为 15V.高于A点电势,故C错误;电子在关于等势线a对称的 1.C. 电场线疏密表示电场强度的大小,电场线越密电场强度越 两点所受电场力大小一定相同,但方向不一定相同,故D 大,则E.<E.<E..故A、B错误;若该电场为匀强电场,则由 错误。 于b点为中点,则该点电势为10V,但由图可知,由于bc部分 7.D 正电荷从a移到b.电场力做功为零,ab两点电势相等,故 电场较强,而ab间电场较弱,可知,。>10V.故C正确,D 错误。 ab应为等势线;因电场线与等势面相互垂直,故过c做ab的 2.D 电场线与等势面垂直,电场线密的地方电场强度大,等势 垂线,一定是电场线;正电荷从a到c过程,ac两点间的电势 差v".1.0xi0 面密,电场线疏的地方电场强度小,等势面疏;故A点场强大 A错误;由图可知.C点电势为10V.D点电势为15V.C点的 势,故电场线垂直于ab向上;ac间沿电场线的距离d=ac· 电势比D点的低,B错误;将电子从D点移动到A点,V.=。 -.=15V.电场力做功W.=q.=-15eV.C错误;将电 子从B点移动到C点,Ugc=-c=-5V.Wnr=qn= 100 V/m=100V/m。故D正确,A.B.C错误。故选D。 5eV.Wc=E-E.c.故电势能减小5eV.D正确。故选D 0.1 3.C 电子从D到B的过程,根据动能定理得:-e.=0-E. 8.B 本题考查匀强电场电势差与电场强度的关系。根据电场 力做功确定两点间电势差,结合匀强电场中电势差与电场强 度关系,确定等势点、等势面,从而确定电场方向,再计算电场 =1.6x10V=-4V,因为= d0.1 电子经过等势面C时的电势能为-10eV,则C点的电势为 4V.所以-8V.如下图所示,过b点作be/ad交cd于e,有 .E.-10 eV-10V.所以C点与B点的电势差为Vs V.=V,解得 .=4V,又因为cd=2ab,即e点是dc的中点. 三 _ 所以--4V.解得e.-0.所以be在同一等势面上. = -.=Ed,代入数据可得B点电势为0.因为CA间的 电势差等于DB间的电势差,可知A点电势为-10V.故A、B 由几何关系知.eb1bc.由电场线与等势面垂直知,电场强度方 正确;整个过程中,只有电场力对电子做功,根据能量守恒定 向垂直bc斜向上,大小为E- V eesin30 律得,电子再次经过D等势面时,动能不变,仍然为20eV.故 C错误;由前面的分析,可得D点的电势为20V.所以电子在 400V/m.B正确.A、C.D错误。 D点时具有电势能为E.。=-ex20V=-20eV,故D正确 本题选不正确的,故选C。 4.C 由图看出,ab段电场线比be段电场线密,故ab段场强较 大,根据公式V=Ed可知.a、间电势差V.大于b、c间电势 60 2 2 35V。故选C。 误;等差等势面密集的地方,场强越大,所以a点场强大小大 于100V/m.故B正确;电场线与等势面垂直,并且沿着电场 -263一