1、第十章静电场中的能量2.电势差课后篇巩固提升基础巩固1.如图所示,MN是电场中某一条电场线上的两点,若负电荷由M移到N时,电荷克服静电力做功,下列说法不正确的是()A.M点和N点之间一定有电势差B.M点的电场强度一定大于N点的电场强度C.电场线的方向从M指向ND.M点的电势高于N点的电势解析负电荷从M移到N时,电荷克服静电力做功,则负电荷所受的静电力的方向是从N到M,则电场线的方向为由M指向N。判断知选项A、C、D正确,B错误。答案B2.一个点电荷,从静电场中的a点移到b点的过程中,静电力做功为零,则()A.a、b两点的电场强度一定相等B.作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的C.a、b
2、两点的电势差为零D.点电荷一定沿直线从a点移到b点解析由公式Wab=qUab可知,若Wab=0,则一定是Uab=0。选项C正确。答案C3.一个电荷量为q=2.010-9 C的带正电的质点在静电场中由a点移动到b点过程中,除静电力外,其他力做的功为6.010-5 J,质点的动能增加了8.010-5 J,则a、b两点间的电势差Uab为()A.1104 VB.-1104 VC.4104 VD.-7104 V解析设此过程中静电力对点电荷做的功为Wab,由动能定理可知W外+Wab=Ek,即Wab=Ek-W外=2.010-5J,则a、b两点间的电势差为Uab=Wabq=1.0104V,故A正确。答案A4.
3、在某电场中,A、B两点间的电势差UAB=60 V,B、C两点间的电势差UBC=-50 V,则A、B、C三点电势高低关系是()A.ABCB.ACCBD.CBA解析因为UAB=A-B=60V0,所以AB,又UBC=B-C=-50V0,所以B0,所以AC,故ACB。正确选项为C。答案C5.(多选)如果在某电场中将电荷量为5.010-4 C的正电荷,仅在静电力作用下由A点移到B点,静电力做功为2.010-3 J,则()A.电荷在B点的动能比在A点的动能小2.010-3 JB.电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.010-3 JC.A、B两点间电势差为-4 VD.若在A、B两点间移动一个q=1.010
4、-4 C的负电荷,电荷将克服静电力做4.010-4 J的功解析由A点移到B点,静电力做正功,动能增加,电势能减少,选项A错误,B正确;A、B两点间电势差UAB=4V,选项C错误;在A、B两点间移动一个q=1.010-4C的负电荷,静电力做功W=qU=-1.010-44J=-4.010-4J,选项D正确。答案BD6.如图所示,正点电荷电场中有A、B两点,将一电荷量q=+3.210-19 C 的检验电荷从电场中的A点移至B点,静电力做功W=+6.410-20 J,则A、B两点间的电势差U等于()A.0.5 VB.0.2 VC.5 VD.2 V解析A、B两点间的电势差U=Wq=6.410-203.2
5、10-19V=0.2V,故选项B正确。答案B能力提升1.三个点电荷电场的电场线分布如图所示,图中a、b两点处的电场强度大小分别为Ea、Eb,电势分别为a、b,则()A.EaEb,abB.EaEb,aEb,abD.Eab解析由题图可知,a点附近的电场线比b点附近的电场线密,所以EaEb,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,a点所在等势面的电势一定低于b点所在的等势面的电势,即ba,故选项C对。答案C2.(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a、b和c,且abc。一带正电的粒子射入该电场中,其运动轨迹如图中KLMN所示,可知()A.粒子从K到L的过程中,静
6、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,动能减少解析根据a、b、c三个等势面的电势关系及带电粒子的运动轨迹可以判断,该电场是正电荷周围的电场,所以粒子从K到L静电力做负功,电势能增加,A、C对。粒子从L到M的过程中,静电力做正功,电势能减少,动能增加,B、D错。答案AC3.(多选)图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子()A.带负电B.在c点受力最大C.在b点的电势能大于在c点的电势能D.由a
7、点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化解析做曲线运动时,合力方向指向轨迹的凹侧,说明粒子带正电,A错误;由库仑定律F=kq1q2r2知离圆心越远,粒子所受的力越小,B错误;粒子从b点到c点过程中,静电力做正功,电势能减小,C正确;点电荷的等势面与虚线重合,依题意得UabUbc,又静电力做功W=qU,则WabWbc,由动能定理得粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化,D正确。答案CD4.如图所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h,将一带电小球从A点由静止释放,运动到B点时速度正好又变为0。若此带电小球在A点的加速度大小为34g,试求:(1)此带电小球在B点的加速度;(2)A、B两点间的电势差(用k、Q和h表示)。解析(1)这个带电小球必带正电荷,设其电荷量为q,由牛顿第二定律得,在A点时,有mg-kQqh2=m34g,在B点时,有kQq(0.25h)2-mg=maB,解得aB=3g,方向竖直向上。(2)带电小球从A点运动到B点的过程中,由动能定理得mg(h-0.25h)+qUAB=0,解得UAB=-3kQh。答案(1)3g,方向竖直向上(2)-3kQh