高中物理1.5电势差同步练习5新人教版选修3-1

1 磁现象和磁场 磁感应强度

【典型例题】

【例1】某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是：（ ）

A、磁体的重心处 B、磁铁的某一磁极处

C、磁铁重心的北侧 D、磁铁重心的南侧

【解析】由于地球是一个大磁体，存在地磁场，其磁感线的分布如图所示。在地球表面除了赤道附近的地磁场呈水平方向（和地面平行）外，其它地方的地磁场方向均不沿水平方向。

a

北京附近的地磁场方向如图（a）所示，若在此处悬挂条形磁铁，且悬挂点在重心，则它在地磁场的作用下，静止时它将沿着地磁场方向，如图（b）所示，显然不能水平。若将悬挂点移至重心的北侧，如图（c）所示，则根据平衡条件确定它能在水平位置平衡。

【答案】C

【例2】如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（A）

A、a点 B、b点 C、c点 D、d点

【解析】磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点场强的矢量和。图中通电直导线产生的磁场的方向顺时针方向，在a点两个磁场同方向，磁感应强度为两者之和；在c点两个磁场反向，磁感应强度为两者之差；b、d两点的合场强由平行四边形法则来确定。

【答案】A

【例3】根据磁感应强度的定义式B=ILF，下列说法中正确的是（D）

A、在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比

B、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B一定为零

C、磁场中某处的B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同 2 D、一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到磁场力F也一定为零

【解析】磁感应强度是表征磁场强弱的物理量，确定的磁场中的确定点的磁感应强度是一个确定的值，它由磁场本身决定的，与磁场中是否有通电导体，及导体的长度，电流强度的大小，以及磁场作用力的大小无关。A错误。若电流方向与磁场方向在一条直线上，通电导体将不受到磁场力的作用，因此在某处磁场力为零，并不能说明该处的磁感应强度为零。B错误。通电导体受到磁场力的方向垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。C错误。通电导体处在一个没有磁场的空间，当然不受磁场力的作用。

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1 高二物理同步训练试题解析

一、选择题

1.两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中．杆与场强方向平行，其位置如图1－4－10所示．若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为( )

图1－4－10

A．0 B．qEl

C．2qEl D．πqEl

解析：选C.电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每个小球做功为qEl，共为2qEl.故C正确．

2.如图1－4－11所示，在O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2，则C点移到B点电场力做功为W3，则三者关系为( )

图1－4－11

A．W1＝W2＝W3<0 B．W1>W2＝W3>0

C．W1＝W3>W2＝0 D．W3>W1＝W2＝0

解析：选C.因A、C两点处于同一等势面上，所以W1＝W3>0，W2＝0.所以C正确．

3．下列关于电势高低的判断，正确的是( )

A．负电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低

B．负电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低

C．正电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低

D．正电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低

解析：选BC.负电荷从P点移到M点，电势能增加，电场力做负功，电场力方向由M点到P点，电场线方向由P到M，故M点电势较低，所以A错B对．同理可得C对D错．

4．如图1－4－12所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是( ) 学而思网校

2

图1－4－12

A．O点电场强度为零

B．D点电场强度为零

C．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大

5 电势差

学

习

目

标

知 识 脉 络

1.知道电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关．

2．掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正、负与这两点电势高低之间的对应关系．(重点)

3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行计算．(难点)

电 势 差

[先填空]

1．定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压．

2．表达式：若A点电势为φA，B点电势为φB.

则UAB＝φA－φB；UBA＝φB－φA.

3．单位：伏特，符号V.

[再判断]

1．电势差有正、负，是矢量．(×)

2．电场中两点间电势差是恒定的，与零电势点选取无关．(√)

3．若UAB>0，说明从A到B电势降低．(√)

[后思考]

电势差由什么来决定？与电场中有无试探电荷是否有关？与零电势位置的选取有关吗？

【提示】 电势差由电场中的两点位置来决定，与有无试探电荷无关；与零电势的位置选取也无关．

[合作探讨]

如图1-5-1所示，A、B、C为同一电场线上的三点，取B点电势为零时，A点的电势φA＝8 V，C点的电势φC＝－6 V.

图1-5-1

探讨1：A、C两点的电势差UAC是多少？C、A两点的电势差UCA是多少？

【提示】 UAC＝φA－φC＝14 V，UCA＝φC－φA＝－14 V.

探讨2：若取C点为零电势点，则UAC是多少？φA、φB又各是多少？

【提示】 UAC＝14 V，φA＝14 V，φB＝6 V.

探讨3：选取不同的零电势参考面，电场中某点的电势、两点间的电势差也会随之而改变吗？

【提示】 电势随之而改变，电势差不变．

[核心点击]

1．电势差的理解

电势差由电场本身的性质决定，与在这两点间移动的电荷的电荷量、电场力做功的大小无关．

2．电势和电势差的比较

电势φ 电势差UAB

区别 定义 φ＝Epq UAB＝φA－φB

决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定

第一章

第一节

1． 答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。

2． 答：由于A、B都是金属导体，可挪动的电荷是自由电子，所以，A带上的是负电荷，这是电子由B挪动到A的结果。其中，A得到的电子数为 ，与B失去的电子数相等。

3． 答：图1－4是此问题的示意图。导体B中的一局部自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端，右端会因失去电子而带正电。A对B左端的吸引力大于对右端的排挤力，A、B之间产生吸引力。

4． 答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违犯能量守恒定律。因为，在把A、B分开的过程中要克制A、B之间的静电力做功。这是把机械转化为电能的过程。

第二节

1． 答：根据库仑的发现，两个一样的带电金属球接触后所带的电荷量相等。所以，先把A球与B球接触，此时，B球带电 ；再把B球与C球接触，那么B、C球分别带电 ；最后，B球再次与A球接触，B球带电 。

2． 答： 〔注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生 的加速度！〕

3． 答：设A、B两球的电荷量分别为 、 ，间隔

为 ，那么 。当用C接触A时，A的电荷量变为 ，C的电荷量也是 ；C再与接触后，B的电荷量变为 ；此时，A、B间的静电力变为： 。在此情况下，假设再使A、B间距增大为原来的2倍，那么它们之间的静电力变为 。

4． 答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排挤力如图1－6所示。 共受三个力的作用，，由于 ，互相间间隔 分别为 、 、 ，所以 ， 。根据平行四边形定那么，合力沿对角线的连线向外，且大小是 。由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的连线向外。