2022年高二物理 第13單元45分鐘過關(guān)檢測(訓(xùn)練25 電勢差 電勢)(有解析) 大綱人教版第二冊

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1、2022年高二物理 第13單元45分鐘過關(guān)檢測(訓(xùn)練25 電勢差 電勢)(有解析) 大綱人教版第二冊 基礎(chǔ)鞏固·站起來,拿得到! 1.對于靜電場,下列說法正確的是( ) A.電場強(qiáng)度處處為零的區(qū)域,電勢也一定處處為零 B.電場強(qiáng)度處處相同的區(qū)域,電勢也一定處處相同 C.只受電場力作用,正電荷一定由高電勢處向低電勢處移動 D.負(fù)電荷逆著電場線方向移動,電荷的電勢能一定減少 答案:D 解析:電場中某點電勢的值與零電勢點的選擇有關(guān),是相對的.例如靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,但電勢不一定為零,選項A錯.在勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)處處相同,但電勢并不是處處相同,選項B錯.選項C

2、中并沒說明正電荷的初始速度,如果正電荷初速度方向是逆著電場線方向,則正電荷由低電勢處向高電勢處移動,選項C錯.負(fù)電荷逆著電場線方向移動,電場力一定做正功,電荷電勢能一定減少,選項D正確. 2.下列幾種說法中正確的是( ) A.電場中電場線上每一點的切線方向都跟該點的場強(qiáng)方向一致 B.沿電場線方向,場強(qiáng)一定越來越小 C.沿電場線方向,電勢一定越來越低 D.在電場力作用下,正電荷一定從電勢高的地方向電勢低的地方移動 E.在電場力作用下,負(fù)電荷一定從電勢高的地方向電勢低的地方移動 答案:AC 解析:根據(jù)電場線的規(guī)定,電場中電場線上每一點的切線方向都跟該點的場強(qiáng)方向一致,A對

3、.沿電場線方向,場強(qiáng)不一定越來越小,如勻強(qiáng)電場和負(fù)電荷形成的電場,B錯.沿電場線電勢降低,C對.考慮到電荷可能有初速度,D和E均不對,故選項A、C正確. 3.在靜電場中,將一個電子由a點移到b點,電場力做功為5 J.下列判斷正確的是( ) A.電場強(qiáng)度的方向一定由b點指向a點 B.Ua-Ub=5 V C.Ua-Ub=-5 V D.因零電勢點未確定,故a、b各點的電勢沒有確定值 答案:CD 解析:在電場中任意兩點間移動電荷,電場力所做的功等于電荷的電荷量乘以這兩點間的電勢差 即WAB=qUAB.依題意:5 eV=-eUab,Uab=-5 V,即Ua-Ub=-5 V

4、,C對B錯.但因零電勢點未確定,故a、b各點的電勢沒有確定值,電勢是相對的量,D對.雖然Ub>Ua,但不能保證由b到a是電勢降落最快的方向,即不能說電場強(qiáng)度的方向一定由b指向a,A錯. 4.下列說法中正確的是( ) A.電勢差的定義式U=說明兩點間的電勢差U與電場力做功W成正比,與移送電荷的電荷量成反比 B.兩點間的電勢差就是將正電荷從一點移到另一點電場力所做的功 C.將1 C的正電荷從一點移到另一點,電場力做1 J的功,這兩點間的電勢差為1 V D.電荷只在電場力的作用下,由靜止開始從一點移到另一點,電場力做的功等于電荷減少的電勢能 答案:CD 解析:不少同學(xué)在做該題時

5、,往往錯選A、B.出錯的原因是對U定義的理解膚淺,應(yīng)注意U=為定義式,不存在正反比關(guān)系;電勢差的大小取決于電場本身,與檢驗電荷q無關(guān),故A錯.電勢差與電場力的功是兩個本質(zhì)不同的物理概念,不能用“是”來表示它們之間的關(guān)系.對B選項可說成“二者在數(shù)值上相等”. 5.有一電場的電場線分布如圖所示,場中A、B兩點的電場強(qiáng)度和電勢分別用EA、EB和φA、φB表示,則有( ) A.EA大于EB,φA高于φB B.EA大于EB,φA低于φB C.EA小于EB,φA高于φB D.EA小于EB,φA低于φB 答案:D 解析:由于B處電

6、場線密度大于A處電場線密度,所以EA

7、04 V 即Ua-Ub=1.0×104 V,故選B. 7.把帶電荷量q=5×10-8 C的負(fù)電荷,從電場中的A點移到無窮遠(yuǎn)處,電場力對它做功W1=1.0×10-6 J,把此負(fù)電荷從A點移到B點,則它克服電場力做功為W2=4.0×10-6 J,由此可知,A點電勢φA=_______________,B點電勢φB=_______________. 答案:-20 V -100 V 解析:以無限遠(yuǎn)處的電勢為零,由WAB=qUAB=q(φA-φB)有: 對A點:φ A= V=-20 V A、B兩點電勢差:UAB= V=80 V,φ B=φA-UAB=-100 V. 能力提升·踮起腳,抓得

8、??! 8.如圖所示,兩等量異種電荷在真空中相隔一定距離,OO′表示兩點電荷連線的中垂面,在兩點電荷所在豎直平面上取圖示的1、2、3三點,則這三點的電勢的高低關(guān)系正確的是( ) A.φ1>φ2>φ3 B.φ2>φ1>φ3 C.φ2>φ3>φ1 D.φ3>φ2>φ1 答案:A 解析:由于兩電荷等量異號,因此在與兩點電荷距離相等的位置,電勢大小相等、符號相反,疊加后電勢為零(選無窮遠(yuǎn)處為零勢能面),如題圖所示,以O(shè)O′為界,左側(cè)電勢大于零,右側(cè)電勢小于零,所以,A選項正確. 9.兩帶電小球,電荷量分別為+q和-q,固定在一長度為L的

9、絕緣桿兩端.置于電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,桿與場強(qiáng)方向平行,其位置如圖所示.若此桿繞過垂直于桿的軸轉(zhuǎn)過180°,則在此過程中電場力做功為( ) A.0 B.qEL C.2qEL D.πqEL 答案:C 解析:桿順時針移動時電場力對兩個電荷均做正功,所以W總=W1+W2,由于電場力做功和路徑無關(guān),可有:W1=qU=qEL,W2=qU=qEL,所以W總=2qEL,因此正確選項為C. 10.將帶電荷量為6×10-6 C的負(fù)電荷從電場中的A點移到B點,克服電場力做功3×10-5 J,再將電荷從B移到C

10、,電場力做功1.2×10-5 J,則A、C間的電勢差為______________V,電荷從A移到B再從B移到C的過程中電勢能變化了______________J. 答案:3 1.8×10-5 解析:把負(fù)電荷從A點移到B點,克服電場力做功3×10-5 J,所以有: |UAB|=||=|| V=5 V 從A點移到B點時,電場力做負(fù)功,所以有: UAB=5 V,所以電場線從A指向B,如圖所示,同理有: |UBC|=||=|| V=2 V 電場力對負(fù)電荷做正功,所以有:UBC=-2 V UAC=UAB+UBC=5 V+(-2) V=3 V,所以從A移到B再從B移到C的過程中電場

11、力做功為WAC=UACq=3×(-6×10-6) J=-1.8×10-5 J.在此過程中電場力做負(fù)功,所以電勢能增加了1.8×10-5 J. 11.如圖所示,在光滑絕緣平面上有A、B兩小球,帶同種電荷,相距無窮遠(yuǎn),A的質(zhì)量為m,且靜止;B的質(zhì)量為4m,以速度v正對著A運動,求A、B系統(tǒng)具有最大電勢能時的速度分別是多大?系統(tǒng)的最大電勢能是多大? 答案: 解析:A、B的速度相等時,A、B靠得最近,電場力做負(fù)功最多,電勢能最大,由動量守恒定律有 4mv=(m+4m)v′ 所以v′=v 系統(tǒng)減少的動能全部轉(zhuǎn)化成了電勢能,取無窮遠(yuǎn)處的電勢能為零,此時的最大電勢能為 Ep=·4m

12、v2-·5mv′2=mv2. 拓展應(yīng)用·跳一跳,夠得著! 12.如圖所示,在兩點電荷+Q1和-Q2連線的延長線上有a、b、c三點,測得Eb=0.現(xiàn)將一個檢驗電荷+q從a點經(jīng)b移到c點,在此過程中檢驗電荷的電勢能變化情況是( ) A.不斷增加 B.不斷減少 C.先增加后減少 D.先減少后增加 答案:C 解析:因題干指出Eb=0,即+Q1和-Q2兩點電荷在b點處產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和為零. 由于E=,可確定Q1>|Q2|. 判明b點右方的場強(qiáng)方向. 方法一:設(shè)想c較b較遠(yuǎn),這樣Q1和Q2相當(dāng)于靠在一起(與c對兩點電荷的距離相

13、比).因Q1>Q2,故c點的合場強(qiáng)必向右,則b點左方的合場強(qiáng)向左 方法二:設(shè)ab間距為x,Q1、Q2距b分別為r1和r2,則因Eb=0, 故= ① 對a點:== ② 解①②有 =×==<1 現(xiàn)>,即a點場強(qiáng)方向向左,這樣+q從a→b電場力做負(fù)功,從b→c電場力做正功,故電勢能先增加后減少,C選項正確. 13.(經(jīng)典回放)如圖所示,A、B兩點各放有電荷量為+Q和+2Q的點電荷

14、,A、B、C、D四點在同一直線上,且AC=CD=DB.將一正電荷從C點沿直線移到D點,則( ) A.電場力一直做正功 B.電場力先做正功再做負(fù)功 C.電場力一直做負(fù)功 D.電場力先做負(fù)功再做正功 答案:B 解析:由于A、B均帶正電,在AB連線上必有一點合場強(qiáng)為零.設(shè)該點距A點距離為x,AB距離為L.由k=k可得x=(-1)L,處于C、D之間,所以將一正電荷從C點沿直線移到D點的過程中,電場力先做正功再做負(fù)功,故B正確. 14.假設(shè)NaCl蒸氣中存在由Na+和Cl-靠靜電相互作用構(gòu)成的NaCl分

15、子,若取Na+與Cl-相距無限遠(yuǎn)時其電勢能為零,一個NaCl分子的電勢能為-6.1 eV.已知使一個中性鈉原子Na最外層的電子脫離鈉原子而形成Na+所需要的能量(電離能)為5.1 eV,使一個中性氯原子(Cl)結(jié)合一個電子形成氯離子(Cl-)所放出的能量(親和能)為3.8 eV,由此可以算出,在將一個NaCl分子分解成彼此遠(yuǎn)離的中性鈉原子(Na)和中性氯原子(Cl)的過程中,外界供給的總能量等于____________eV.(eV為能量單位:1 eV=1.6×10-19 J) 答案:4.8 解析:將一個NaCl分子分解成彼此遠(yuǎn)離的中性鈉原子和中性氯原子要經(jīng)過如下三個過程:將NaCl分解成相距無限遠(yuǎn)的Na+和Cl-(即電離);Cl-分解為一個中性氯原子和一個電子;電子跟Na+結(jié)合成中性鈉原子. 同時要弄清以上三個過程的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系.NaCl變成Na+和Cl-的過程,電勢能由-6.1 eV變成0 eV,電勢能增加了6.1 eV,電場力做負(fù)功,需外界提供6.1 eV能量;Na+變成Na過程,吸收一電子,電場力做正功,放出5.1 eV能量;Cl-變成Cl過程失去一個電子,電場力做負(fù)功,需要吸收3.8 eV能量.[] 因此外界供給的總能量為:E=(6.1+3.8-5.1) eV=4.8 eV.

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