人教版高中物理必修第三册课后习题 第10章 静电场中的能量 2.电势差.docVIP

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2.电势差

课后训练巩固提升

基础巩固

1.(多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解,正确的是()

A.UAB=WABq说明,两点间电势差UAB与W

B.UAB和UBA是不同的,它们有关系是UAB=-UBA

C.φA、φB都有正负,所以电势是矢量

D.若φB=0,则φA=UAB

答案:BD

解析:电势差由电场本身决定,与静电力做功、电荷量均无关,A错误。UAB=-UBA,B正确。电势虽有正、负之分,但电势是标量,C错误。由UAB=φA-φB知,若φB=0时,则φA=UAB,D正确。

2.下图为某静电场等势面的分布,电荷量为1.6×10-9C的正点电荷从A经B、C到达D点,则从A至D,静电力对电荷做的功为()

A.4.8×10-8J

B.-4.8×10-8J

C.8.0×10-8J

D.-8.0×10-8J

答案:B

解析:UAD=φA-φD=-40V-(-10)V=-30V,所以WAD=qUAD=1.6×10-9×(-30)J=-4.8×10-8J。

3.如图所示,实线为一正点电荷的电场线,虚线为其等势面。A、B是同一等势面上的两点,C为另一等势面上的一点,下列判断正确的是()

A.A点电场强度与B点电场强度相同

B.C点电势高于B点电势

C.将电子从A点沿虚线移到B点,静电力不做功

D.将质子从A点移到C点,其电势能增加

答案:C

解析:A、B两点电场强度大小相等、方向不同,A错误。A、B两点电势相等,均高于C点电势,B错误。A、B在同一等势面上,将电子从A点沿虚线移到B点,电势能不变,静电力不做功,C正确。由于φAφC,质子带正电,故由A点到C点,质子的电势能减少,D错误。

4.在电场中将一电荷量为q=-1×10-9C的负电荷从B点移至A点时,克服静电力做功2×10-6J,将该电荷从A点移至C点,则需克服静电力做功3×10-6J,则BC间的电势差大小为()

A.5000V B.3000V

C.2000V D.1000V

答案:A

解析:电荷由B移到C,静电力做功为

WBC=WBA+WAC=-2×10-6J-3×10-6J=-5×10-6J

则UBC=WBC

所以BC间的电势差大小为5000V。

5.如图所示,O为两个等量异种电荷连线的中点,P为连线中垂线上的一点,对O、P两点的比较正确的是()

A.φO=φP,EOEP

B.φOφP,EO=EP

C.负电荷在P点的电势能大

D.O、P两点所在直线为等势线

答案:D

解析:等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线,故φO=φP,D对;负电荷在O、P两点电势能相等,C错;由等量异种电荷的电场特点可知从中点O到无穷远,电场强度越来越小,故EOEP,A、B错。

6.把电荷量为2×10-6C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服静电力做功8×10-8J,若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服静电力做功2×10-8J,取无限远处电势为零。

(1)求A点的电势。

(2)求A、B两点的电势差。

(3)求把2×10-5C的负电荷由A点移到B点时静电力做的功。

答案:(1)0.04V(2)0.03V(3)-6×10-7J

解析:本题考查静电力做功与电势差的关系,培养科学思维。

(1)无限远处与A点间的电势差U∞A=W1q=-8×10-

(2)无限远处与B点间的电势差U∞B=W2q=-2×10-

则A、B两点的电势差为

UAB=φA-φB=0.04V-0.01V=0.03V。

(3)静电力做的功

W=qUAB=-2×10-5×0.03J=-6×10-7J。

能力提升

1.电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8J,在B点的电势能为8×10-9J。已知A、B两点在同一条电场线上,如图所示,该点电荷的电荷量大小为1.0×10-9C,那么()

A.由题意无法确定电荷的正负

B.由题意无法确定A、B两点的电势

C.A、B两点的电势差UAB=4.0V

D.把该点电荷从A移到B,静电力做功为WAB=4×10-9J

答案:D

解析:在A点的电势能大于在B点的电势能,将该点电荷从A点移到B点静电力做正功,所以该电荷一定为负电荷,且由φ=Epq能确定A、B两点的电势,故A、B错误;WAB=EpA-EpB=1.2×10-8J-8×10-9J=4×10-9J,UAB=

2.如图所示,在A点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,粒子到达B点时速度恰好为零,设A、B所在的电场线竖直向下,A、B间的高度差为h,则()

A.带电粒子带正电

B.A、B两点间的电势差UAB=mgh

C.B点电场强度等于A点电场强度

D.A点电场强度大于B点电