18学年高中物理课时跟踪检测六电势与等势面鲁科版选修31.docx
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18学年高中物理课时跟踪检测六电势与等势面鲁科版选修31
18学年高中物理课时跟踪检测(六)电势与等势面鲁科版选修3-1
D
C.沿电场线方向移动电荷,电势能逐渐减小
D.在电场力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动
解析:
选B 沿电场线方向,电势降低;沿电场线方向移动正电荷,电场力做正功电势能减小;在电场力作用下,正电荷不一定从电势高的地方向电势低的地方移动,与其初速度的方向有关。
3.关于等势面的说法,错误的是( )
A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功
B.等势面上各点的场强不一定相等
C.点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面
D.匀强电场中的等势面是相互平行的垂直电场线的一簇平面
解析:
选A 在等势面上移动电荷,电场力不做功并不是电荷不受电场力的作用,而是电场力和电荷的移动方向垂直,电场力做功为零,因此A项错误。
等势面上各点的电势相等,但是场强是否相等则不一定,如在点电荷形成的电场中,等势面上各点的场强的大小相等,但是方向却不同,因此B项正确。
根据所学各种等势面的分布情况可知,C、D两项是正确的。
4.关于避雷针的下列说法中正确的是( )
A.制作避雷针要选用绝缘性能好的材料
B.避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地
C.为了美观通常把避雷针顶端设计成球形
D.避雷针安装在高大建筑物的顶端,而不必接地
解析:
选B 带电云层靠近建筑物时,会在建筑物上感应出异种电荷,在云层与建筑物之间形成电场。
当电荷积累到一定程度时,会发生强烈放电现象,可能发生雷击。
如果建筑物安装了避雷针,云层中积聚的电荷会通过避雷针导入大地,逐渐中和云层的电荷,保护建筑物,使其免遭雷击。
避雷针应选用导体材料,所以选B。
5.如图1所示的情况中,a、b两点电势相等,电场强度矢量也相等的是( )
图1
A.甲图中带等量异种电荷的平行金属板之间的两点
B.乙图中离点电荷等距的任意两点
C.丙图中两等量同种电荷其连线的中垂线上离垂足等距的任意两点
D.丁图中两等量异种电荷其连线的中垂线上离垂足等距的任意两点
解析:
选D 匀强电场的等势面是一系列的平行平面,甲图中a、b两点不在同一等势面上,所以,这两点的电势是不相等的,但这两点的场强相等;乙图中a、b两点在同一个等势面上,电势相等,但这两点的场强矢量大小相等,方向不同;丙图中a、b两点对称于两电荷的连线,所以电势相等,但在中垂线上场强矢量的方向是平行于中垂线的,而且都向外侧,故两点的场强矢量的方向不同;在丁图中,a、b两点的电势相等,场强矢量的方向是平行于两点电荷连线的,而且方向相同,D项正确。
6.一正电荷仅在电场力作用下,从A点运动到B点,速度大小随时间变化的图像如图2所示。
下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断,正确的是( )
图2
A.EA>EB,φA>φB
B.EA=EB,φA=φB
C.EA<EB,φA>φB
D.EA<EB,φA<φB
解析:
选B 电荷仅受电场力作用,合力不会为零,由运动图像可知速度的大小没有变化,故电荷只能做匀速圆周运动,故选B。
7.(多选)图3中,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有A、B两点,则( )
图3
A.A点的场强小于B点的场强
B.A点的场强方向指向x轴负方向
C.A点的场强大于B点的场强
D.A点的电势高于B点的电势
解析:
选AD 由电场线与等势面的关系可知,电场线一定与等势面垂直,且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面,作出相对应的电场线分布如图中虚线所示,则可知A、B两点处的场强方向应与x轴正方向同向,由电场线的疏密可知,A点的场强小于B点的场强。
故选A、D。
8.(2015·全国卷Ⅰ)如图4,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。
一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等。
则( )
图4
A.直线a位于某一等势面内,φM>φQ
B.直线c位于某一等势面内,φM>φN
C.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功
D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功
解析:
选B 由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中电场力所做的负功相等可知,N、P两点在同一等势面上,且电场线方向为M→N,故选项B正确,选项A错误。
M点与Q点在同一等势面上,电子由M点运动到Q点,电场力不做功,故选项C错误。
电子由P点运动到Q点,电场力做正功,故选项D错误。
9.如图5中A、C是以正点电荷Q为圆心的某一圆周上的两点,B是线段AC的中点。
现将一正电荷从A经B移到C,则( )
图5
A.从A到C,电场力对该电荷一直做正功
B.从A到C,电场力对该电荷一直不做功
C.该电荷在A、B、C三点时的电势能大小关系是EpB>EpA=EpC
D.该电荷在A、B、C三点时所受电场力的大小关系是FB<FA=FC
解析:
选C 根据点电荷的等势面特点(如图),可知A、C两点处于同一等势面上,两点的电势相等,B所在的等势面比A、C所在的等势面电势高,故将正电荷从A移到C点的过程中,电势先升高后降低,电势能先增大后减小,电场力先做负功后做正功,所以选项A、B错误;根据EP=qφ可知,正电荷在三点的电势能大小关系为EpB>EpA=EpC,所以选项C正确;根据点电荷的电场线分布可知,三点的电场强度的大小EB>EA=EC,根据F=qE,所以有FB>FA=FC,故D选项错误。
10.如图6所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。
下列说法中正确的是( )
图6
A.三个等势面中,等势面a的电势最高
B.带电质点一定是从P点向Q点运动
C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小
解析:
选D 先画出电场线,再根据速度、合力和轨迹的关系,可以判定:
质点在各点受的电场力方向是斜向右下方。
由于是正电荷,所以电场线方向也沿电场力斜向右下方。
11.如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点,需要克服电场力做功W=1.2×10-4J,选取无穷远处为零势能点,那么:
(1)A点的电势及q在A点的电势能各是多少?
(2)q未移入电场前A点的电势是多少?
解析:
(1)根据电势能的规定可知q在A点的电势能EpA=W=1.2×10-4J
正电荷在A点的电势φA>0
φA=
=
=1.2×104V。
(2)A点的电势由电场本身决定,跟A点是否有电荷无关,所以q未移入电场前,A点的电势也为1.2×104V。
答案:
(1)1.2×104V 1.2×10-4J
(2)1.2×104V
12.如图7所示,虚线方框内为一匀强电场,A、B、C为该电场中的三个点。
已知φA=12V,φB=6V,φC=-6V。
试在该方框内作出该电场的示意图(即画出几条电场线),并要求保留作图时所用的辅助线。
图7
解析:
题目中只要寻求电势相等的点即可确定等势面,因φB=6V,φC=-6V,由匀强电场的特点电势均匀分布知,在BC连线的中点O处的电势必为0;同理,在AC线段上找一个电势为0的点,把AC线段等分成三份,在等分点O′处的电势也必为0。
连结OO′即为该电场中的一条等势线,根据电场线与等势线垂直,可以画出电场中的电场线,如图所示。
答案:
见解析图
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