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2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第05天 電勢差(含解析)新人教版選修1

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1、2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第05天 電勢差(含解析)新人教版選修1 考綱要求:Ⅱ 難易程度:★★☆☆☆ 一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn),電荷量q=2.0×10–9 C,在靜電場中由a點(diǎn)移到b點(diǎn),在這過程中,除電場力外,其他外力做的功為–6.0×10–5 J,質(zhì)點(diǎn)的動能增加了8.0×10–5 J,則a、b兩點(diǎn)間電勢差Uab為 A.3.0×104 V B.1.0×104 V C.4.0×104 V D.7.0×104 V 【參考答案】D 【名師點(diǎn)睛】質(zhì)點(diǎn)在靜電場中由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中,電場力和其他外力對質(zhì)點(diǎn)做功,引起質(zhì)點(diǎn)動能

2、的變化。電場力做功為Wab=qUab,然后根據(jù)動能定理求解a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab。對于研究質(zhì)點(diǎn)動能變化的問題,要首先考慮能否運(yùn)用動能定理。 【知識補(bǔ)給】 電勢差 1.電勢差 電荷q在電場中A、B兩點(diǎn)間移動時(shí),電場力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值,叫做A、B間的電勢差,也叫電壓。公式:,單位:伏(V)。 2.電勢差與電勢的關(guān)系:UAB=φA–φB,電勢差是標(biāo)量,可以是正值,也可以是負(fù)值,而且有UAB=–UBA。 3.電勢差UAB由電場中A、B兩點(diǎn)的位置決定,與移動的電荷q、電場力做的功WAB無關(guān),與零電勢點(diǎn)的選取也無關(guān)。 4.電場力做功與電場中的功能關(guān)系 (1)求電場力做

3、功的幾種方法 ①由公式W=Flcos α計(jì)算,此公式只適用于勻強(qiáng)電場,可變形為W=Eqlcos α。 ②由WAB=qUAB計(jì)算,此公式適用于任何電場。 ③由電勢能的變化計(jì)算:WAB=EpA–EpB。 ④由動能定理計(jì)算:W電場力+W其他力=ΔEk。 (2)電場中的功能關(guān)系 ①若只有電場力做功,電勢能與動能之和保持不變。 ②若只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動能之和保持不變。 ③除重力、彈簧彈力之外,其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化。 ④所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化。 關(guān)于電勢差和電場力做功的說法中,正確的是 A.電勢差的大小由電場力在兩點(diǎn)間移

4、動電荷做的功和電荷的電荷量決定 B.電場力在兩點(diǎn)間移動電荷做功多少由兩點(diǎn)間的電勢差和該電荷的電荷量決定 C.電勢差是矢量,電場力做的功是標(biāo)量 D.在勻強(qiáng)電場中與電場線垂直方向上任意兩點(diǎn)的電勢差不一定為零 對于電場中A、B兩點(diǎn),下列說法正確的是 A.電勢差的定義式UAB=,說明兩點(diǎn)間的電勢差UAB與靜電力做功WAB成正比,與移動電荷的電荷量q成反比 B.A、B兩點(diǎn)間的電勢差等于將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力所做的功 C.將1 C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做1 J的功,這兩點(diǎn)間的電勢差為1 V D.電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中,除受靜電力外,還受其他力的作用,電荷電勢能的變化就不再等于

5、靜電力所做的功 如圖所示,質(zhì)量為m,帶電荷量為q的粒子,以初速度v0,從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場中,粒子通過電場中B點(diǎn)時(shí),速率vB=2v0,方向與電場的方向一致,則A、B兩點(diǎn)的電勢差為 A. B. C. D. 空間存在勻強(qiáng)電場,有一電荷量為q(q>0),質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場,運(yùn)動到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0?,F(xiàn)有另一電荷量為–q、質(zhì)量為m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場,運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0。若忽略重力的影響,則 A.在O、A、B三點(diǎn)中,B點(diǎn)電勢最高 B.在

6、O、A、B三點(diǎn)中,A點(diǎn)電勢最高 C.OA間的電勢差比BO間的電勢差大 D.OA間的電勢差比BO間的電勢差小 把帶電荷量2×10–8 C的正點(diǎn)電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中A點(diǎn),要克服電場力做功8×10–6 J,若把該電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中B點(diǎn),需克服電場力做功2×10–6 J,取無限遠(yuǎn)處電勢為零。求: (1)A、B兩點(diǎn)的電勢差。 (2)若把2×10–5 C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做的功。 【參考答案】 B 電勢差是反映電場本身的性質(zhì)的物理量,由是電場本身決定,與所移動的電荷無關(guān),故A錯誤;根據(jù)電勢差的定義式得,電場力做功,可知在兩點(diǎn)間移動電荷電場力做功的多少由兩點(diǎn)

7、間的電勢差和該電荷的電荷量決定,故B正確;電勢差有正負(fù),但是正負(fù)不表示方向,表示相對大小,是標(biāo)量,電場力做功是標(biāo)量,故C錯誤;在勻強(qiáng)電場中,與電場線垂直方向就是等勢面方向,根據(jù)在同一等勢面上移動電荷時(shí)電場力不做功,可知在與電場線垂直方向上任意兩點(diǎn)間移動電荷q電場力做功一定為零,故D錯誤。 C 根據(jù)電勢差的定義,電場中兩點(diǎn)間的電勢差在數(shù)值上等于將單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)靜電力所做的功,僅由電場及兩點(diǎn)位置決定,與移動的電荷量及做功的多少無關(guān),即U=是比值定義式,所以A B錯誤,C正確;電勢能的變化唯一決定于靜電力做的功,與其他力是否做功,做多少功無關(guān),D錯誤。 C 帶電粒子從A運(yùn)動到B,

8、根據(jù)動能定理得,其中vB=2v0,粒子運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí),豎直方向的速度為零,粒子在豎直方向,只受到重力,所以機(jī)械能守恒,則有,聯(lián)立以上各式解得,故選C。 AD 正電荷由O到A,動能變大,電場力做正功,電勢能減小,電勢也減小,所以O(shè)點(diǎn)的電勢比A點(diǎn)的高;負(fù)電荷從O到B速度增大,電場力也做正功,電勢能減小,電勢升高,B點(diǎn)電勢比O點(diǎn)高。所以B點(diǎn)最高,故A正確,B錯誤;由電場力做功的公式可得:, ,所以有:UBA=,所以C錯誤,D正確。 【點(diǎn)評】在計(jì)算電場力做功和電勢的大小時(shí),一定要注意物理量的正負(fù)號,它表示了電勢的高低,求電勢差時(shí)也是如此。 325 V 75 V M、N間的電勢差為,N與無窮遠(yuǎn)間的電勢差為: ,無窮遠(yuǎn)電勢為零,因UN∞=φN–φ∞,則N點(diǎn)電勢:φN=75 V。因M、N間電勢差為UMN=φM–φN,則M點(diǎn)電勢φM=325 V。 (2)WAB=qUAB=–2×10–5×300 J=–6×10–3 J

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