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2019-2020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(diǎn)電勢的值與零電勢點(diǎn)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(xiàng)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(xiàng)B錯.選項(xiàng)C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(xiàng)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(xiàng)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(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)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(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致，A對.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(xiàng)A、C正確. 3.在靜電場中，將一個電子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，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(diǎn)指向a點(diǎn) B.Ua-Ub=5 V C.Ua-Ub=-5 V D.因零電勢點(diǎn)未確定，故a、b各點(diǎn)的電勢沒有確定值 答案：CD 解析：在電場中任意兩點(diǎn)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(diǎn)間的電勢差 即WAB=qUAB.依題意：5 eV=-eUab,Uab=-5 V，即Ua-Ub=-5 V，C對B錯.但因零電勢點(diǎn)未確定，故a、b各點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)間的電勢差就是將正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)電場力所做的功 C.將1 C的正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，電場力做1 J的功，這兩點(diǎn)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(diǎn)移到另一點(diǎn)，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，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(yàn)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(xiàng)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(diǎn)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處電場線密度大于A處電場線密度，所以EAφ2>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(diǎn)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(xiàng)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(xiàng)為C. 10.將帶電荷量為610-6 C的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做功310-5 J，再將電荷從B移到C，電場力做功1.210-5 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 1.810-5 解析：把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做功310-5 J，所以有： |UAB|=||=|| V=5 V 從A點(diǎn)移到B點(diǎn)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的過程中電場力做功為WAC=UACq=3（-610-6） J=-1.810-5 J.在此過程中電場力做負(fù)功，所以電勢能增加了1.810-5 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(yùn)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=4mv2-5mv′2=mv2. 拓展應(yīng)用跳一跳，夠得著！ 12.如圖所示，在兩點(diǎn)電荷+Q1和-Q2連線的延長線上有a、b、c三點(diǎn)，測得Eb=0.現(xiàn)將一個檢驗(yàn)電荷+q從a點(diǎn)經(jīng)b移到c點(diǎn)，在此過程中檢驗(yàn)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(diǎn)電荷在b點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)電荷的距離相比）.因Q1>Q2,故c點(diǎn)的合場強(qiáng)必向右，則b點(diǎn)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(diǎn)：== ② 解①②有 ===<1 現(xiàn)>,即a點(diǎn)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(xiàng)正確. 13.（經(jīng)典回放）如圖所示，A、B兩點(diǎn)各放有電荷量為+Q和+2Q的點(diǎn)電荷，A、B、C、D四點(diǎn)在同一直線上，且AC=CD=DB.將一正電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)，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(diǎn)合場強(qiáng)為零.設(shè)該點(diǎn)距A點(diǎn)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(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)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=1.610-19 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.