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doc 2019-2020年高二物理 第13单元:达标训练(6、等势面)(有解析) 大纲人教版 基础·巩固·达标 1.关于等势面,下列说法正确的是( ) A.电场中的等势面和电场线处处垂直B.两等势面有可能相交 C.电场力做功为零时,电荷一定沿等势面移动 D.电场线是人为假想的,而等势面是电场中客观存在的思路分析:由等势面的有关知识可知,选项A正确,B、C错误,至于D选项,电场线是人们为了形象地描述电场而假想的线,而电场中电势相等的点是客观存在的,因此选项D正确,本题正确选项为A、D. 答案:AD 2.在两个等量负点电荷所形成的电场中,设这两个点电荷连线中点为a,该连线的中垂线上有一点b,这两点的电势分别为Ua、Ub,+q在a、b两点的电势能为εa、εb,则下列说法中正确的是( ) A.a点场强为零,Ua<Ub,εa>εb B.a点场强不为零Ua<Ub,εa>εb C.a点场强不为零Ua=Ub,εa=εb D.a点场强为零Ua<Ub,εa<εb 思路分析:a点为电荷连线的中点,a点的场强是两个完全相同的电荷在该点处产生场强的矢量和,故Ea=0;从两等量负电荷的等势面可知,a点处的电势最低,所以Ua<Ub;电势越低的地方,其电势能越低,故εa<εb,所以选项D正确. 答案:D 3.在静电场中,一个负电荷q受到非静电力作用由一个等势面上的A点移到另一个等势面上的B点,以下说法正确的是( ) A.非静电力和电场力对电荷做功之和,等于电荷电势能增量和动能增量之和 B.非静电力对电荷做的功等于电荷电势能增量和动能增量之和 C.电荷克服电场力做的功等于电荷电势能的增量 D.非静电力和电场力对电荷做功之和等于电荷的动能增量 思路分析:电场力做功等于电势能的变化,与其他力无关,故选项C对;非静电力是电场力以外的其他形式的力,非静电力做功的结果就是改变电荷的电势能和动能,故选项A错,选项B对;而由动能定理知,合外力对电荷做的功等于电荷动能增量,故选项D正确. 答案:BCD 4.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图13-6-11所示,可以判定( ) 图13-6-11 A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能 C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D.电场中A点的电势低于B点的电势 思路分析:由电场线的指向可知A点电势高于B点电势;由电场线的疏密程度可知粒子在A点受的电场力小于B点,故粒子在A点的加速度小于B点的加速度;由运动轨迹的弯曲方向知粒子在运动过程中,电场力对其做正功,故其动能增加,电势能减小综上知:只有选项B正确. 答案:B 5.如图13-6-12所示,A和B为两等量异号电荷,A带正电,B带负电,在a、b的连线上有a、b、c三点,其中b为连线的中点,a、c两点与b点等距,则( ) 图13-6-12 A.a点与c点的电场强度相同 B.a点与c点的电势相同 C.a、b间的电势差与b、c间的电势差相同D.过b点做A、B连线的垂线,点电荷q沿此垂线方向移动,电荷的电势能保持不变 思路分析:由于A、B为等量异号电荷的场源电荷,a、c两点对称,电场线的疏密程度相同,故Ea=Ec,画出A到B的电场线知φa>φc,故选项A对,选项B不对;由于ab间和bc间电场线疏密程度对称,且ab=bc,故Uab=Ubc,选项C对;过b点做A、B的垂线,这个垂线是等势面,在等势面上移动电荷,电场力不做功,故电荷沿此面移动,电势能不变. 答案:ACD 综合·应用·创新 6.如图13-6-13所示,A、B为带异种电荷的小球,将两个不带电的导体棒C、D放在两球之间,当用导体将C棒左端点x和D棒右端点y连接起来的瞬间,导线中电流的方向是( ) [ 图13-6-13 A.x→y B.y→x C.没有电流 D.先是,y→x然后是x→y 思路分析:据题意可知,C、D皆为处于静电平衡状态的导体,且导体C的电势φc比导体D的电势φD要高,即φc>φD,当用导体将C棒左端点x和D棒右端点y连接起来的瞬间,电子由低电势点沿导体来到高电势点,即电子由y沿导线到x,显然电流的方向是x→y,即只有选项A是正确的. 答案:A 7.如图13-6-14所示,将两不带电的绝缘导体AB、CD放在带负电的导体Q的附近,达到静电平衡状态后,下列说法正确的是( ) 图13-6-14 A.用导线连接A、B两端,连通瞬间有电流通过导线,方向由A到B B.用导线连接A、C两端,连通瞬间没有电流通过导线 C.用导线连接A、D两端,连通瞬间有电流通过导线,方向由A到D D.用导线连接B、C两端,连通瞬间有电流通过导线,方向由C到B[ 思路分析:该题考查静电平衡状态导体的等势性.导体AB和CD达到静电平衡时,是等势体,因而φA=φB,φC=φD,所以,用导线连接同一导体两端,导线中无电流,A错;又沿电场线方向电势降低,所以φAB<φCD,所以当用导线连接A和C、A和D、B和C时,导线中都有电流,且方向为C→A,D→A,C→B,所以选项D正确. 答案:D 8.有一电场的等势面分布如图13-6-15所示,一个质子进入电场向右运动,经过等势面a时质子的动能为500 eV,那么它经过等势面e时动能多大? [图13-6-15 解:因为等势面a的电势φa=-100 V,等势面e的电势为φe=+100 V,所以Uae=φa-φe=-100 V-100 V=-200 V,质子带元电荷电荷量,所以每经过1 V电势差电场力做功1 eV,又因为场强方向由e指向a,所以质子受电场方向也是由e指向a,即质子由a运动到e的过程中电场力做负功,大小为200 eV,即质子动能减小200 eV,以它经过等势面时的动能为500 eV-200 eV=300 eV. 9.如图13-6-16所示,在点电荷+Q的电场中有a、b两点,它们到点电荷Q的距离r1<r2,则 图13-6-16 (1)a、b两点哪点电势高? (2)将一负电荷放在a、b两点,哪点电势能较大? (3)若a、b两点间的电势差为100 V,将二价负离子由a移到b点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功?做功多少? 解:(1)在点电荷+Q的电场中,它的等势面是以+Q为球心半径不同的球面,如图虚线所示,a、c在同一等势面上,c、b两点位于同一条电场线上,沿着电场线的方向是电势降低的方向,所以c点电势高于b点电势,a点又与c点等势,则a点电势高于b点电势 (2)比较电势能的大小,可以利用电场力做功跟电势能变化的关系作出判定,一个负电荷由a点移到b点要克服电场力做功,根据功能关系,电荷电势能要增加,此负电荷在b点电势能较大 通过对正、负电荷的电势能大小的分析,可以有以下结论:正电荷放在电势越高的位置电势能就越大,而负电荷放在电势越低的位置电势能就越大. (3)负离子由a到b是克服电场力做功,W=qUab=2eUab=2×1.6×10-19×100 J=3.2×10-17 J.

2019-2020年高二物理 第13单元:达标训练(6、等势面)(有解析) 大纲人教版.doc

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