20202021学年高二物理专题训练上电势差pdf含解析

2020-2021学年高二物理：电势差专题训练题组1对电势差的理解1.关于电势差的说法中，正确的是（）A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功B.1C的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1VC.在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间的电势差的大小跟放入这两点间的电荷的电量成反比【答案】B【解析】两点间的电势差等于从其中一点移到另一点时，电场力所做的功与电荷量的比值，故A错误.1C的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1V，故B正确.在两点间移动电荷时，电场力做功的多少与电荷量和两点间的电势差都有关，故C错误.两点间的电势差是由电场本身决定的，与检验电荷无关，故D错误.2.对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（）A.电势差的表达式UAB＝，说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B.A、B两点间的电势差等于将电荷从A点移到B点静电力所做的功C.将1C电荷从A点移到B点，静电力做1J的功，这两点间的电势差为1VD.电荷由A点移到B点的过程中，除受静电力外，若还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功【答案】C【解析】电场中两点间的电势差在数值上等于将单位正电荷从一点移到另一点静电力所做的功，仅由电场及两点位置决定，与移动的电荷量及做功的多少无关，故A、B错，C对.电势能的变化决定于静电力做的功，与其他力是否做功、做多少功无关，故D错.3.在某电场中，A、B两点间的电势差UAB＝60V，B、C两点间的电势差UBC＝－50V，则A、B、C三点电势高低关系是（）A.φA＞φB＞φCB.φA＜φC＜φBC.φA＞φC＞φBD.φC＞φB＞φA【答案】C4.（多选）下列说法中正确的是（）A.电势差和电势一样，是相对量，与参考零点的选择有关B.电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C.由于静电力做功跟电荷移动的路径无关，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，不随零势面的不同而改变，所以UAB＝UBA【答案】BC【解析】电势差与参考零点的选择无关，故A错误；电势差是一个标量，但是有正值和负值之分，故B正确；由于静电力做功跟电荷移动的路径无关，由U＝可知，电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关，故C正确；A、B两点的电势差是恒定的，不随零势面的不同而改变，UAB＝－UBA，故D错误.5.（多选）关于电场力做功和电势差的说法中，正确的是（）A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷量决定B.电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定C.电势差是矢量，电场力做的功是标量D.在匀强电场中，与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零【答案】BD【解析】电场中两点间的电势差与试探电荷无关，由电场本身和两点的位置共同决定，A错误；根据公式WAB=qUAB，电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定，B正确；公式：UAB=，是用比值法定义的，可知电势差是标量，电场力做的功是标量.C错误；由于等势面与电场线垂直，所以在匀强电场中，与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零，故D正确.6.（多选）关于对UAB＝和WAB＝qUAB的理解，正确的是（）A.电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比B.在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电荷量q成正比C.UAB与q、WAB无关，与是否移动电荷也没有关系D.WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关【答案】BC题组2电场力做功与电势差的计算7.若在某电场中将5.0×10－8C的电荷由A点移到B点，电场力做功为6.0×10－3J，则（）A.A、B两点间的电势差是1.2×105VB.A、B两点间的电势差是3.0×10－10VC.A、B间电势差由放入电荷的电量决定D.A、B间电势差由放入电荷的电性决定【答案】A【解析】A、B两点间的电势差UAB＝＝V＝1.2×105V，A对，B错；A、B间电势差由电场本身决定，与放入电荷的电性或电量无关，C、D错.8.如图所示，正点电荷电场中有A、B两点，将一电荷量q＝＋3.2×10－19C的检验电荷从电场中的A点移至B点，电场力做功W＝＋6.4×10－20J，则A、B两点间的电势差U等于（）A.0.5VB.0.2VC.5VD.2V【答案】B【解析】A、B两点间的电势差U＝＝V＝0.2V，故选B.9.点电荷Q1、Q2产生的静电场的等势面与纸面的交线如图中实线所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d、e、f表示等势面上的点，下列说法正确的有（）A.位于d点的点电荷不受电场力作用B.a点的场强与b点的场强大小一定相等C.把电荷量为q的正电荷先从b点移到d点，再从d点移到f点，电场力做的总功为零D.把单位正电荷从e点移到c点过程中，电场力做的功等于2kJ【答案】D【解析】位于d点的位置电场线的方向垂直于等势面向左，场强不为零，所以点电荷受电场力作用，故A错误；a点处的电场线比b点处的电场线密，所以a点处的场强大.故B错误；b点的电势低于d点，d点的电势又低于f点的电势，所以把电荷量为q的正电荷先从b点移到d点，再从d点移到f点，电场力做负功.故C错误；Uec＝φe－φc＝2kV，所以把单位正电荷从e点移到c点过程中，电场力做的功等于2kJ.故D正确.10.如图所示，在处于O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C点，圆弧与OA、OB均垂直，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2；由C点移到B点电场力做功为W3，则三次电场力做功的大小关系为（）A.W1＝W2＝W30B.W1W2＝W30C.W1＝W3W2＝0D.W3W1＝W2＝0【答案】C【解析】点电荷形成电场的等势面是以该电荷为中心的球面，由题意知，三点的电势关系为φA＝φCφB，所以电势差UAB＝UCB0，UAC＝0，而W1＝qUAB，W2＝qUAC，W3＝qUCB，所以W1＝W3W2＝0，故C项正确.11.如图中，B、C、D三点都在以点电荷＋Q为圆心、半径为r的圆弧上.将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，静电力做功的关系是（）A.WAB＞WACB.WAD＞WABC.WAC＞WADD.WAB＝WAC【答案】D【解析】B、C、D三点位于点电荷＋Q周围电场中的同一等势面上，故UAB＝UAC＝UAD，故WAB＝WAC＝WAD.12.如图所示，匀强电场场强为1×103N/C，ab=dc=4cm，bc=ad=3cm，则下述计算结果正确的是（）A.ab之间的电势差为4000VB.ac之间的电势差为50VC.将q=－5×10﹣3C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做功为零D.将q=－5×10﹣3C的点电荷沿abc或adc从a移到c静电力做功都是－0.25J【答案】C【解析】由题，ab=dc=4cm=0.04m，则ab之间的电势差Uab=E•ab=1×103×0.04V=40V.故A错误.由图看出，b、c在同一等势面上，电势相等，则ac之间的电势差等于ab之间的电势差，为40V.故B错误.将q=－5×10﹣3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周，初末位置间的电势差为0，由W=qU知，静电力做功为零.故C正确.将q=－5×10﹣3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功相等，电场力做功为W=qU=－5×10﹣3×40J=－0.2J.故D错误.13.如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ，一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（）A.直线a位于某一等势面内，φMφQB.直线c位于某一等势面内，φMφNC.若电子有M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子有P点运动至Q点，电场力做负功【答案】B【解析】电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功，说明MQ为高电势，NP为低电势.所以直线c位于某一等势线内，且φMφN，选项A错，B对.电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错.电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错.14.（多选）在一个匀强电场中有a、b两点，相距为d，电场强度为E，把一个电荷量为q的负电荷由a移到b点时，静电力对电荷做正功W，以下说法正确的是（）A.a点电势比b点电势低B.a、b两点电势差大小为U＝C.a、b两点电势差大小为U＝D.该电荷在b点电势能较a点大【答案】AC15.如图所示，两平行板相距10cm，板间有A、B两点相距4cm，现将一带电量q＝－3×10－4C的电荷，从A点移到B点，电场力做了7.2×10－3J的正功，则A、B两点的电势差UAB＝________V.【答案】－24【解析】UAB＝＝V＝－24V.16.在真空中的O点放一点电荷Q=1.0×10﹣9C，直线MN过O点，OM=30cm，M点放有一点电荷q=﹣2.0×10﹣9C，如图所示.求：（1）电荷Q在M点产生的电场强度的大小；（2）若M点的电势比N点的电势高20V，则电荷q从M点移到N点，电势能变化了多少？【答案】（1）100N/C（2）4×10﹣8J【解析】（1）由点电荷的场强公式可知，N/C，所以电荷Q在M点产生的电场强度大小是100N/C.（2）电荷q从M点移到N点，电场力做的功为：J,所以电势能增加了.17.如图所示，电场中A、B两点电势差为30V，一个电荷量为5×10－8C的正点电荷由A运动到B，电场力对点电荷做了多少功？B、C两点间的电势差大小为15V，该点电荷从B运动到C，电场力对点电荷做了多少功？【答案】1.5×10－6J－7.5×10－7J【解析】方法一：根据电场力做功与电势差的关系得：WAB＝qUAB＝5×10－8×30J＝1.5×10－6J.WBC＝qUBC＝5×10－8×（－15）J＝－7.5×10－7J.方法二：正点电荷从A运动到B时，是顺着电场线方向移动的，所以电场力做正功，其大小W1＝qU1＝1.5×10－6J.正点电荷从B运动到C时，是逆着电场线方向移动的，所以电场力做负功，其大小W2＝qU2＝7.5×10－7J.18.如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，AB＝4cm，BC＝3cm.把电荷量q＝－2×10－10C的点电荷由A点移到B点，电场力做功W1＝4.8×10－8J；再由B点移到C点克服电场力做功W2＝4.8×10－8J，（1）求A、B和B、C间的电势差UAB和UBC；（2）若取B点的电势为零，求A、C两点的电势φA和φC；（3）在图中画出电场方向.【答案】（1）－240V240V（2）－240V－240V（3）【解析】（1）由题意可知，把电荷量q＝－2×10－10C的点电荷由A点移到B点，电场力做功W1＝4.8×10－8J；则UAB＝＝－240V由B点移到C点克服电场力做功W2＝4.8×10－8J，UBC＝＝240V（2）若取B点的电势为零，UAB＝－240V＝φA－φB故φA＝－240VUBC＝240V＝φB－φC故φC＝－240V（3）A、C两点的电势都是－240V，所以直线AC是等势线，电场方向垂直于等势线，沿着电场线电势降低，所以电场方向是垂直于AC向上.19.如图所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻等势面间距离均为2cm，已知UAC＝60V，求：（1）设B点电势为零，求A、C、D、P点的电势；（2）将q＝－1.0×10－10C的点电荷由A移到D，电场力所做的功WAD；（3）将q＝1.0×10－10C的点电荷由B移到C，再经过D最后回