内容正文:
第一章 电场
第四节电势和电势差
A级 抓基础
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.电势差和电势一样,是相对量,与零点的选取有关
B.电势差是个标量,但是有正负之分
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
D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同位置而改变,但UAB=-UBA
解析:电势是相对量,与零点的选取有关,电势差是绝对量,与零点的选取无关,A错误;电势差是标量,但有正负之分,B正确;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,C正确;A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同位置而改变,但是UAB=-UBA,负号表示两点电势的高低,D正确.
答案:BCD
2.一个带正电的质点,电量q=2.0×10-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0×10-5 J,质点的动能增加了8.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差Uab为( )
A.3×104 V B.1×104 V
C.4×104 V
D.7×104 V
解析:由动能定理,外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量,得电场力对物体做的功W=8.0×10-5 J-6.0×10-5 J=2.0×10-5 J.由W=qUab得:Uab=1.0×104 V.
答案:B
3.在地面上插入一对电极M和N,将两个电极与直流电源相连,大地中形成恒定电流和恒定电场.恒定电场的基本性质与静电场相同,其电场线分布如图所示,P、Q是电场中的两点.下列说法中正确的是( )
A.P点场强比Q点场强大
B.P点电势比Q点电势高
C.P点电子的电势能比Q点电子的电势能大
D.电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变
解析:电场线密的地方电场强度大,所以P点场强比Q点场强小,故A错误;沿电场线方向电势降低,所以P点电势一定高于Q点电势,故B正确;将电子从P点移到Q点,电场力做负功,电子的电势能增加,电子在Q点的电势能大,C错误.由于该电场是非匀强电场,E是变化的,由F=qE可知,电子所受的电场力是变化的,故D错误.
答案:B
4.(多选)如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa、φb和φc,一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示.由图可知( )
A.粒子从K到L的过程中,静电力做负功
B.粒子从L到M的过程中,静电力做负功
C.粒子从K到L的过程中,电势能增加
D.粒子从L到M的过程中,动能减少
解析:由题目条件可知,a、b、c是孤立点电荷激发的电场中的三个等势面,因为运动粒子带正电,且沿K→L→M→N运动,所以受到的是静电斥力,可以判断场源电荷必为正电荷,即电势高低关系为φa>φb>φc.因为φK=φN<φM<φL,所以由K到L过程中静电力做负功,电势能增加,A、C正确;由L到M过程中,静电力做正功,电势能减小,动能增加,B、D错误.
答案:AC
5.某电场的电场线分布如图实线所示,一带电粒子在电场力作用下经A点运动到B点,运动轨迹如虚线所示.粒子重力不计,则粒子的加速度、动能、电势能的变化情况是( )
A.若粒子带正电,其加速度和动能都增大,电势能增大
B.若粒子带正电,其动能增大,加速度和电势能都减小
C.若粒子带负电,其加速度和动能都增大,电势能减小
D.若粒子带负电,其加速度和动能都减小,电势能增大
解析:由粒子的运动轨迹弯曲方向知,带电粒子受电场力大致向右,与轨迹上每一点切线方向即瞬时速度方向成锐角,则电场力对带电粒子做正功,其电势能减小,动能增大,电场线越来越密,场强增大,粒子所受的电场力增大,加速度增大,这些结论与粒子的电性无关,故C正确,A、B、D错误.
答案:C
B级 提能力
6.如图所示, ab=3bc,在 c 点固定一负电荷,将一负电荷从 a 点移到 b 点,负电荷在 a、b 两点的电势能分别为 Epa、 Epb,所受的电场力分别为 Fa、 Fb,则( )
A.Epa<Epb
B.3Fa=Fb
C.Epa>Epb
D.9Fa=Fb
解析:在c点固定一负电荷,电场线的方向从a指向c,将另一负电荷从a点移到b点,电场力做负功,所以电荷的电势能增加.故A正确,C错误;根据库仑定律F=.故B、D错误.,(4rb)2)=)=,r=,得
答案:A
7.(多选)某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,同一正电荷在P、Q两点的电势能分别为WP和WQ,则( )
A.EP>EQ
B.EP<EQ[来源:学科网][来源:学。科。网]
C.WP<WQ
D.WP>WQ
解析:由图P点电场线密,电场强度