[精品]2019学年高中物理课时跟踪检测五电势差新人教版选修31

闭合电路的欧姆定律1．一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是( ) A ．当外电阻增大时，路端电压增大 B ．当外电阻减小时，路端电压增大 C ．当外电阻减小时，电路中的电流减小D ．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大解析：选A 根据U ＝E －Ir ，当外电阻增大时，I 减小，U 增大，A 正确，B 错误。

根据I ＝ER ＋r，C 错误，再根据U ＝E －Ir ，ΔU ＝ΔIr ，故D 错误。

2．在如图所示的电路中，电阻R ＝2.0 Ω，电源的电动势E ＝3.0 V ，内电阻r ＝1.0Ω。

闭合开关S 后，通过电阻R 的电流为( )A ．1.0 AB ．1.5 AC ．2.0 AD ．6.0 A解析：选A 根据闭合电路欧姆定律得I ＝ER ＋r ＝32＋1A ＝1 A ，则A 正确。

3．有两个相同的电阻R ，串联起来接在电动势为E 的电源上，电路中的电流为I ；将它们并联起来接在同一电源上，此时流过电源的电流为4I3，则电源的内阻为( )A ．R B.R 2 C ．4RD.R8解析：选C 由串联电路和并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律得E ＝I (2R ＋r )，E ＝43I ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 2＋r ，由以上两式可得r ＝4R 。

4.[多选]如图所示电路中，电源电动势E ＝9 V 、内阻r ＝3 Ω，R ＝ 15 Ω，下列说法中正确的是( )A ．当S 断开时，U AC ＝9 VB ．当S 闭合时，U AC ＝9 VC ．当S 闭合时，U AB ＝7.5 V ，U BC ＝0D ．当S 断开时，U AB ＝0，U BC ＝0解析：选AC 当S 断开时，U AC 与U BC 为路端电压，等于电源电动势，A 正确，D 错误；当S 闭合时，U AC ＝U AB ＝E R ＋rR ＝7.5 V ，U BC ＝I ×0＝0，B 错误，C 正确。

5.如图所示，电池电动势为E，内阻为r。

带电粒子在匀强磁场中的运动1.[多选]如图所示，带负电的粒子以速度v 从粒子源P 处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子的可能轨迹是( )A ．a B ．bC ．cD.d解析：选BD 粒子的出射方向必定与它的运动轨迹相切，故轨迹a 、c 均不可能，正确答案为B 、D 。

2．如图所示，质量、速度和电荷量均不完全相同的正离子垂直于匀强磁场和匀强电场的方向飞入，匀强磁场和匀强电场的方向相互垂直。

离子离开该区域时，发现有些离子保持原来的速度方向并没有发生偏转。

如果再让这些离子进入另一匀强磁场中，发现离子束再分裂成几束。

这种分裂的原因是离子束中的离子一定有不同的( )A ．质量B ．电量C ．速度D.比荷解析：选D 因为离子进入电场和磁场正交区域时不发生偏转，说明离子所受电场力和洛伦兹力平衡，有qvB ＝qE ，故v ＝，得出能不偏转的离子满足速度相同；离子进入磁场后EB受洛伦兹力作用，离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：qvB ＝，故做圆周运mv 2R动的半径为：R ＝，由于离子又分裂成几束，也就是离子做匀速圆周运动的半径R 不同，mvqB即比荷不同。

故D 正确。

3.水平长直导线中有恒定电流I 通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，如图所示，则电子的运动情况是( )A ．沿路径Oa 运动B ．沿路径Ob 运动C ．沿路径Oc 运动D ．沿路径Od 运动解析：选D 由左手定则知只能是Oc 或Od 路径。

而远离导线磁场减弱B 减小，由半径公式r ＝，可知r 增大，所以只能是Od 路径，故D 正确。

mvqB4．[多选](2015·全国卷Ⅱ)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k 倍。

两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。

与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子( )A ．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k 倍B ．加速度的大小是Ⅰ中的k 倍C ．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k 倍D ．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等解析：选AC 两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且Ⅰ磁场磁感应强度B 1是Ⅱ磁场磁感应强度B 2的k 倍。

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U AB＝φA－φB；U BA＝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U AB>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U AC是多少？C、A两点的电势差U CA是多少？【提示】U AC＝φA－φC＝14 V，U CA＝φC－φA＝－14 V.探讨2：若取C点为零电势点，则U AC是多少？φA、φB又各是多少？【提示】U AC＝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U AB区别定义φ＝E pqU AB＝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相对性有，与零电势点的选取有关无，与零电势点的选取无关概念比较内容联系数值关系U AB＝φA－φB，U BA＝－U AB单位相同，均是伏特(V)，常用的还有kV、mV等标矢性都是标量，均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量1．在电场中A、B两点间电势差为U AB＝75 V，B、C两点间电势差U BC＝－200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为()A．φA>φB>φC B．φA<φC<φBC．φC>φA>φB D．φC>φB>φA【解析】因为U AB＝φA－φB＝75 V>0，所以φA>φB，因为U BC＝φB－φC＝－200 V<0，所以φB<φC，又U AC＝U AB＋U BC＝75 V＋(－200)V＝－125 V<0，所以φA<φC，则φC>φA>φB，C正确．【答案】 C2．有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4 J，从B点移到C点时，静电力做功9×10－4 J．求：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？【导学号：34522011】【解析】根据U＝W q则U AB＝－6×10－4－3×10－6V＝200 V，即φA－φB＝200 VU BC＝9×10－4－3×10－6V＝－300 V，即φB－φC＝－300 V U CA＝φC－φA＝100 V.(2)若φB＝0，则φA＝200 V，φC＝300 VE p A＝φA q＝200×(－3×10－6) J＝－6×10－4 J.E p C＝φC q＝300×(－3×10－6) J＝－9×10－4 J.【答案】(1)200 V－300 V100 V(2)200 V300 V－6×10－4 J－9×10－4 J电势差求解技巧(1)采用直接代入符号运算的方法，会更加便捷，但要注意正、负号的运用．(2)电场中各点间的电势差可依次用代数方法相加，但要注意角标的排序，如U AD＝U AB＋U BC＋U CD，U AB＝－U BA.静电力做功与电势差的关系[先填空]1．公式推导电荷q在电场中从A点移到B点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：W AB＝E p A－E p B，由电势能与电势的关系φ＝E pq可得E p A＝qφA，E p B＝qφB.所以W AB＝q(φA－φB)＝q·U AB，所以有U AB＝W AB q.2．公式U AB＝W AB q.3．物理意义电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值．[再判断]1．若电场中两点间的电势差U AB＝1 V，则将单位电荷从A点移到B点，电场力做功为1 J．(×)2．将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将－q从B点移到A点电场力所做的功相同．(√)3．若将电荷q从电场中的A点分别移到B、C、D各点过程中，电场力做功相同，则B、C、D三点的电势必然相等．(√)[后思考]把电荷从电场中电势较高的地方移动到电势较低的地方，电场力做正功还是负功？【提示】根据U AB＝φA－φB，电势差为正．由W AB＝qU AB，若q为负电荷，电场力做负功；若q为正电荷，则电场力做正功．[合作探讨]如图1-5-2所示，带电荷量为q＝＋5.0×10－8 C的点电荷从A点移至B点，克服静电力做功3.0×10－6 J．外力F做功5.0×10－6 J.图1-5-2探讨1：电荷q从A点移至B点的过程中，电势能变化了多少？【提示】电势能增加了3.0×10－6 J.探讨2：A、B两点的电势差U AB为多大？【提示】U AB＝W ABq＝－3.0×10－65.0×10－8V＝－60 V.探讨3：电荷的动能变化了多少？【提示】动能增大了5.0×10－6 J－3.0×10－6J＝2.0×10－6 J. [核心点击]1．正确理解电势差公式U AB＝W AB q(1)用U AB＝W ABq或W AB＝qU AB计算时，W AB、U AB、q都要带入正、负号，理解各物理量正、负号的意义．(2)计算时，也可把各物理量都代入绝对值，电场力做功的正、负根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定，电势差的正、负根据两点电势的高低判断．(3)W AB＝qU AB适用于任意电场．2．电场力做功的求解四法四种求法表达式注意问题功的定义W＝Fd＝qEd (1)适用于匀强电场(2)d表示沿电场线方向的距离功能关系(1)W AB＝E p A－E p B(2)W AB＝－ΔE p(1)既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场(2)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况电势差法W AB＝qU AB动能定理W静电力＋W其他力＝ΔE k3.(多选)如图1-5-3所示的同心圆是电场中的一簇等势面，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有()【导学号：34522012】图1-5-3A．电子沿AC运动时受到的电场力越来越小B．电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大C．电势φA>φB>φCD．电势差U AB＝U BC【解析】由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的，根据库仑定律可以判断，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，故A错误；电子沿AC 方向运动时，电场力做负功，故电势能逐渐变大，故B正确；电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，电子由A向C运动过程速度越来越小，故电场力向外，场强向内，故外侧电势较高，故φA>φB>φC，故C正确；电子沿AC 方向运动过程中，电场力逐渐变大，从A 到B 过程电场力较小，故从A 到B 过程电场力做功较少，根据电势差与电场力做功关系U AB ＝W AB q ，可以得到：U AB <U BC ，故D 错误．【答案】 BC4．(多选)空间存在匀强电场，有一电荷量为q (q ＞0)、质量为m 的粒子从O 点以速率v 0射入电场，运动到A 点时速率为2v 0.现有另一电荷量－q 、质量m 的粒子以速率2v 0仍从O 点射入该电场，运动到B 点时速率为3v 0.若忽略重力的影响，则( )A ．在O 、A 、B 三点中，B 点电势最高B ．在O 、A 、B 三点中，A 点电势最高C ．OA 间的电势差比BO 间的电势差大D ．OA 间的电势差比BO 间的电势差小【解析】 由动能定理有：qU OA ＝12m (2v 0)2－12m v 20＝32m v 20；－qU OB ＝12m (3v 0)2－12m (2v 0)2＝52m v 20，故在三点中，B 点的电势最高，A 点的电势最低，OA 间的电势差比BO 间的电势差小，所以选AD.【答案】 AD静电场中功能关系问题的三种情况(1)合力做功等于物体动能的变化量，即W 合＝ΔE k .这里的W 合指合外力做的功．(2)电场力做功决定物体电势能的变化量，即W AB ＝E p A －E p B ＝－ΔE p .这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似．(3)只有电场力做功时，带电体电势能与动能的总量不变，即E pl ＋E kl ＝E p2＋E k2.这与只有重力做功时，物体的机械能守恒类似．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

电势能和电势．在静电场中，将一正电荷从点移到点，电场力做了负功，则( )．点的电场强度一定比点大．电场线方向一定从指向．点的电势一定比点高．该电荷的动能一定减小解析：选电场力做负功，该电荷电势能增加。

正电荷在电势高处电势能较大，正确。

电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负。

由动能定理可知，动能不一定减小，错。

电势高低与场强大小无必然联系，错。

点电势高于点，但、可能不在同一条电场线上，错。

．(·全国卷Ⅲ)关于静电场的等势面，下列说法正确的是( )．两个电势不同的等势面可能相交．电场线与等势面处处相互垂直．同一等势面上各点电场强度一定相等．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功解析：选在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项错误；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，移动负试探电荷时，电场力做负功，选项错误。

.如图所示，实线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由图可以得出的正确结论是( )．点的电势一定低于点的电势．点的场强一定小于点的场强．由点向点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关．某电荷在点或点具有的电势能与零电势的选取无关解析：选沿着电场线方向电势逐渐降低，可知点的电势大于点的电势，错误；根据电场线与等势面垂直，可以作出如图所示电场线，可得＞，错误；、两点的电势能之差与零电势的选取无关，正确；而＝φ，所以电势能的大小与零电势的选取有关，错误。

．在电场中，把电荷量为×－的正点电荷从点移到点，克服静电力做功×－，以下说法中正确的是( )．电荷在点具有的电势能是×－．点电势是．电荷的电势能增加了×－．电荷的电势能减少了×－解析：选电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势点，点的电势、电荷在点的电势能才是确定的数值，故、错误；由于电荷从移到的过程中克服静电力做功×－，故电荷电势能应该增加了×－，故正确，错误。