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研究電場的能的性質(zhì)(二)
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[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]
1．(多選)下列說法正確的是( )
A．電勢差和電勢一樣，是相對(duì)量，與零點(diǎn)的選取有關(guān)
B．電勢差是個(gè)標(biāo)量，但是有正負(fù)之分
C．由于電場力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)
D．A、B兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，不隨零電勢點(diǎn)的不同位置而改變，所以UAB＝UBA
【解析】 電勢是相對(duì)量，與零點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢差是絕對(duì)量，與零點(diǎn)的選取無關(guān)，A錯(cuò)；電勢差是標(biāo)量，但有正負(fù)之分，B正確；由于電場力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)，C正確；A、B兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，不隨零電勢點(diǎn)的不同位置而改變，但是UAB＝－UBA，負(fù)號(hào)表示兩點(diǎn)電勢的高低，D錯(cuò)．
【答案】 BC
2．(多選)如圖2312所示，a、b為某電場線上的兩點(diǎn)，那么以下結(jié)論正確的是( )
圖2312
A．把正電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能減少
B．把正電荷從a移到b，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加
C．把負(fù)電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能增加
D．從a到b電勢逐漸降低
【解析】 正電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能減少；負(fù)電荷從a移到b，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加；沿電場線方向電勢是降低的．
【答案】 AD
3．三個(gè)點(diǎn)電荷電場的電場線分布如圖所示，圖2313中a、b兩點(diǎn)處的場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb，電勢分別為φa、φb，則( )
圖2313
A．Ea>Eb，φa>φb B．Ea
Eb，φa<φb D．Eaφb
【解析】 由圖可以看出a處電場線更密，所以Ea>Eb，根據(jù)對(duì)稱性，a處的電勢應(yīng)與右側(cè)負(fù)電荷附近對(duì)稱點(diǎn)的電勢相等，再根據(jù)沿電場線方向電勢降低可以判斷φb>φa，故C項(xiàng)正確．
【答案】 C
4．(多選)(2014全國卷Ⅱ)關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢，下列說法正確的是( )
A．電場強(qiáng)度的方向處處與等電勢面垂直
B．電場強(qiáng)度為零的地方，電勢也為零
C．隨著電場強(qiáng)度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低
D．任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢降落最快的方向
【解析】 由靜電場的電場線與等勢面垂直可知A正確．電勢大小是由參考點(diǎn)和電場共同決定的，與場強(qiáng)的大小無關(guān)，B、C錯(cuò)誤．沿電場線電勢降低，且電勢降落最快的方向?yàn)殡妶龇较?，D正確．
【答案】 AD
5．(2016?？趯?shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測)如圖2314所示，三個(gè)同心圓是以點(diǎn)電荷－Q為圓心的等勢面，下列說法正確的是( )
圖2314
A．將電荷＋q由B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做正功
B．一個(gè)點(diǎn)電荷＋q在B點(diǎn)具有的電勢能比在A點(diǎn)的小
C．一個(gè)點(diǎn)電荷＋q在B點(diǎn)所受的電場力比在A點(diǎn)的大
D．將同一電荷從B點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力做功比由B點(diǎn)移到C點(diǎn)多
【解析】 將＋q由B移到C，電場力做正功，A正確．＋q在B點(diǎn)電勢能比A點(diǎn)大，B錯(cuò)誤．＋q在B點(diǎn)受的電場力比A點(diǎn)的小，C錯(cuò)誤．由于C、D在同一等勢面上，故WBD＝WBC，D錯(cuò)誤．
【答案】 A
6．(多選)如圖2315所示，勻強(qiáng)電場中某電場線上的兩點(diǎn)A、B相距0.2 m，正電荷q＝106 C，從A移到B，電場力做功為2106 J，則( )
圖2315
A．該電場的場強(qiáng)為10 V/m
B．該電場的場強(qiáng)方向由A指向B
C．A、B間的電勢差為10 V
D．B點(diǎn)的電勢比A點(diǎn)的高
【解析】 電荷q由A移到B，W電＝qEd，代入數(shù)據(jù)得2106＝106E0.2，解得E＝10 V/m，A正確．A到B電場力對(duì)正電荷做正功，電場力方向由A指向B，所以場強(qiáng)方向由A指向B，B正確．U＝Ed＝100.2 V＝2 V，C錯(cuò)．沿電場線方向電勢降低，A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢，D錯(cuò)．
【答案】 AB
7．空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢面分布如圖2316所示，a、b、c、d為電場中的4個(gè)點(diǎn)．則
( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37930020】
圖2316
A．P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種
B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
C．c點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢
D．負(fù)電荷從a到c，電勢能減少
【解析】 由電場的等勢面分布圖可判斷P、Q為等量異種點(diǎn)電荷，Q帶負(fù)電，A項(xiàng)錯(cuò)誤．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向不同，故B項(xiàng)錯(cuò)誤．由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸降低知φc＞φd，故C項(xiàng)錯(cuò)誤．負(fù)電荷從a到c，電場力做正功，電勢能減小，故D正確．
【答案】 D
8．如圖2317所示，在勻強(qiáng)電場中，將一電荷量為210－5C的正電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢能改變了0.2 J，已知A、B兩點(diǎn)間距離為8 cm，兩點(diǎn)連線與電場方向成60角，求：
圖2317
(1)電荷由A移到B的過程中，電場力所做的功WAB；
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB.
【解析】 (1)因正電荷由A移到B的過程中，正電荷的電勢能減少了ΔE減＝0.2 J，所以這個(gè)過程中電場力對(duì)正電荷所做的功WAB＝ΔE減＝0.2 J.
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB＝＝1104 V.
【答案】 (1)0.2 J (2)1104 V
[能力提升]
9．如圖2318中，a、b、c、d、e五點(diǎn)在同一直線上，b、c兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)間的距離．在a點(diǎn)固定放置一個(gè)點(diǎn)電荷，帶電荷量為＋Q，已知在＋Q的電場中b、c兩點(diǎn)間的電勢差為U，將另一個(gè)點(diǎn)電荷＋q從d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是( )
圖2318
A．電場力做功qU
B．克服電場力做功qU
C．電場力做功大于qU
D．電場力做功小于qU
【解析】 電場力做功W＝Uq，對(duì)于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場，d、e兩點(diǎn)的電勢差小于b、c兩點(diǎn)的電勢差，故從d點(diǎn)到e點(diǎn)，電場力做功小于qU.
【答案】 D
10．(2014重慶高考)如圖2319所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場，實(shí)線和虛線分別表示電場線和等勢線．兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，設(shè)電場力對(duì)兩電子做的功分別為Wa和Wb，a、b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，則( )
圖2319
A．Wa＝Wb，Ea>Eb B．Wa≠Wb，Ea>Eb
C．Wa＝Wb，EaEb，C、D錯(cuò)誤，a、b兩點(diǎn)處于同一等勢面，電子從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做的功相等，與路徑無關(guān)，B錯(cuò)，A正確．
【答案】 A
11.如圖2320所示，在勻強(qiáng)電場中，電荷量q＝5.010－10 C的正電荷分別在平行于電場方向的平面內(nèi)由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)和由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做的功都為3.010－8 J．已知△abc中，∠a＝37，∠c＝90，ab＝20 cm，則a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab＝________，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大小是________，方向?yàn)開_______．
圖2320
【解析】 由Wab＝qUab得Uab＝60 V．電荷由a點(diǎn)到b點(diǎn)和c點(diǎn)，電場力做功相同，則bc在同一等勢面上，ac為電場線方向，故E＝＝＝375 V/m，方向?yàn)閺腶向c.
【答案】 60 V 375 V/m 從a向c
12．在電場中的一條電場線上有A、B兩點(diǎn)，如圖2321所示．若將一負(fù)電荷q＝2.010－7 C，從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，電荷克服電場力做功4.010－4 J．試求：
圖2321
(1)電場方向；
(2)A、B兩點(diǎn)的電勢差，哪一點(diǎn)電勢高？
(3)在這一過程中，電荷的電勢能怎樣變化？
(4)如在這一電場中有另一點(diǎn)C，已知UAC＝500 V，若把這一負(fù)電荷從B移至C電場力做多少功？是正功還是負(fù)功？
【解析】 (1)場強(qiáng)方向水平向右．
(2)沿電場方向電勢降低，故φA>φB，
UAB＝＝ V＝2 000 V.
(3)ΔEp＝－W＝4.010－4 J，故電勢能增加了4.010－4 J.
(4)因?yàn)閁AB＝2 000 V，UAC＝500 V
所以UBC＝UAC－UAB＝－1 500 V
故WBC＝qUBC＝－2.010－7(－1 500) J＝3.010－4 J
因此電場力做正功．
【答案】 見解析
高中物理 第2章 電場與示波器 2_3 研究電場的能的性質(zhì)（二）學(xué)業(yè)分層測評(píng) 滬科版選修3-1
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