高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 6 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課時(shí)作業(yè) 新人教版選修31

1、6 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課時(shí)作業(yè)a組基礎(chǔ)鞏固一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，在一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域中，有a、b、c、d四點(diǎn)恰好位于一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)上，已知a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)分別為a1 v，b4 v，c0，則d點(diǎn)電勢(shì)d的大小為() a3 v b0 c2 v d1 v解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，由于ad與bc平行且相等，故uadubc，即adbc，代入數(shù)據(jù)解得d3 v.答案：a2.如圖所示，a、b是一條直電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，相距為d.設(shè)a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為ea，則()aa點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度ba點(diǎn)電勢(shì)一定高于b點(diǎn)電勢(shì)cb點(diǎn)電勢(shì)一定高于a點(diǎn)電勢(shì)da、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定等于ead解析：只有一條電場(chǎng)線，無法判

2、斷a、b兩點(diǎn)哪一點(diǎn)處的電場(chǎng)線較密，故無法判斷a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，但由于沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，故a點(diǎn)電勢(shì)一定高于b點(diǎn)電勢(shì)，由于該電場(chǎng)不一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不一定是ead，故選項(xiàng)b正確答案：b3如圖所示，a、b、c、d、e、f為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)邊長(zhǎng)為10 cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)分別為1.0 v、2.0 v、3.0 v，則下列說法正確的是()a勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10 v/mb勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 v/mc電荷量為1.6×1019 c的正點(diǎn)電荷從e點(diǎn)移到f點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功為1.6×1019 jd電荷量為1.6

3、5;1019 c的負(fù)點(diǎn)電荷從f點(diǎn)移到d點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能減少4.8×1019 j解析：將a、c兩點(diǎn)連線，則a、c中點(diǎn)電勢(shì)為2.0 v，而且恰好在eb連線上，故eb為一條等勢(shì)線，又cdebaf，而勻強(qiáng)電場(chǎng)等勢(shì)面平行，故cd、af也是等勢(shì)線，所以e點(diǎn)電勢(shì)為2.0 v，f、d兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為1.0 v、3.0 vdf連線距離為10 cm，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得e v/m v/m，a錯(cuò)誤，b正確uef1 v，wefquef1.6×1019×1 j1.6×1019 j，c錯(cuò)誤ufd2 v，wfdqufd1.6×1019×(2) j

4、3.2×1019 j，負(fù)點(diǎn)電荷從f點(diǎn)移到d點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能減少3.2×1019 j，d錯(cuò)誤答案：b4.如圖所示，一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱，o、m、n是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且ommn.p點(diǎn)在y軸右側(cè)，mpon.則下列說法正確的是()am點(diǎn)的電勢(shì)比p點(diǎn)的電勢(shì)高b將負(fù)電荷由o點(diǎn)移動(dòng)到p點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功cm、n兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于o、m兩點(diǎn)間的電勢(shì)差dm、n兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于o、m兩點(diǎn)間的電勢(shì)差解析：根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的關(guān)系畫出等勢(shì)面，可以判斷m點(diǎn)的電勢(shì)比p點(diǎn)的電勢(shì)高，a正確負(fù)電荷由o點(diǎn)移到p點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，b錯(cuò)誤根據(jù)ued進(jìn)行定性分析可知，c、d錯(cuò)誤答案：a5.如

5、圖所示，在某勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，它們的連線組成一個(gè)直角三角形，已知ac5 cm，bc3 cm.現(xiàn)將電荷量為2×108 c的負(fù)電荷由a移到b和由a移到c均要克服電場(chǎng)力做8×108 j的功，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為() a100 v/m，由a指向b b100 v/m，由b指向ac160 v/m，由a指向c d160 v/m，由c指向a解析：負(fù)電荷由a移到b和由a移到c均要克服電場(chǎng)力做相同的功，所以b點(diǎn)和c點(diǎn)的電勢(shì)相等，bc線為等勢(shì)線，ab線為一條電場(chǎng)線uab v4 v，a>b，由(ab)2(ac)2(bc)2得ab4 cm.電場(chǎng)強(qiáng)度e v/m100 v/m，方向由

6、a指向b，故a項(xiàng)正確答案：a二、多項(xiàng)選擇題6.如圖所示，平面內(nèi)有菱形abcd，o點(diǎn)為其兩對(duì)角線的交點(diǎn)空間存在一未知的靜電場(chǎng)，方向與菱形所在平面平行，有一電子，若從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至d點(diǎn)，電勢(shì)能就會(huì)增加e，若從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)，電勢(shì)能就會(huì)減少e，那么此空間存在的靜電場(chǎng)可能是()a方向垂直于ac，并由b指向d的勻強(qiáng)電場(chǎng)b方向垂直于bd，并由c指向a的勻強(qiáng)電場(chǎng)c位于o點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)d位于b點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)解析：從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至d點(diǎn)，電勢(shì)能就會(huì)增加e，從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)，電勢(shì)能就會(huì)減少e，可斷定a點(diǎn)和c點(diǎn)電勢(shì)相等，若是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則ac連線即為等勢(shì)線，電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直又因?yàn)橐苿?dòng)的是電子，帶負(fù)電，沿電場(chǎng)線

7、方向，負(fù)電荷電勢(shì)能增加，故電場(chǎng)線的方向由b指向d.如果該電場(chǎng)是位于o點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，畫出電場(chǎng)線和等勢(shì)面就會(huì)發(fā)現(xiàn)，a、c在同一等勢(shì)面上，而且離正點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電子的電勢(shì)能越大，故選項(xiàng)a、c正確答案：ac7.(2018·河南商丘高二檢測(cè))如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為1×103 n/c，abdc4 cm，bcad3 cm，則下述計(jì)算結(jié)果正確的是()aa、b之間的電勢(shì)差為40 vba、c之間的電勢(shì)差為50 vc將q5×103 c的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcda移動(dòng)一周，靜電力做功為零d將q5×103 c的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c靜電力做功都是0.25 j

8、解析：uabe·ab1×103×0.04 v40 v，a對(duì)；uacuab40 v，b錯(cuò)；將電荷移動(dòng)一周，電勢(shì)差為零，靜電力做功為零，故c對(duì)；wacquac(5×103)×40 j0.2 j，d錯(cuò)答案：ac8如圖所示，真空中m、n處放置兩等量異種電荷，a、b、c為電場(chǎng)中的三點(diǎn)，實(shí)線pq為m、n連線的中垂線，a、b兩點(diǎn)關(guān)于mn對(duì)稱，a、c兩點(diǎn)關(guān)于pq對(duì)稱已知一帶正電的試探電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，試探電荷的電勢(shì)能增加，則以下判定正確的是()am點(diǎn)處放置的是負(fù)電荷ba點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)完全相同ca點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)d若將該試探電荷沿直線由a點(diǎn)移動(dòng)

9、到b點(diǎn)，則電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功解析：根據(jù)題述帶正電的試探電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，試探電荷的電勢(shì)能增加，m點(diǎn)處放置的是負(fù)電荷，選項(xiàng)a正確a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向不相同，選項(xiàng)b錯(cuò)誤根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，a點(diǎn)的電勢(shì)低于c點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)c錯(cuò)誤若將該試探電荷沿直線由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，則電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功，選項(xiàng)d正確答案：ad三、非選擇題9.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一電荷量為q5.0×1010 c的正電荷，由a點(diǎn)移到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功都是3.0×108 j，已知a、b、c三點(diǎn)的連線組成直角三角形，ab20 cm，37°.求：(1)a、

10、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大?。?3)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向解析：(1)把正電荷q從a移到b和從a移到c電場(chǎng)力做的功相等，由wqu可得uabuac，b、c兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上uab v60 v(2)由ued得e v/m375 v/m(3)由勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直可知，場(chǎng)強(qiáng)方向與ac平行且由a指向c.答案：(1)60 v(2)375 v/m(3)由a指向cb組能力提升一、選擇題1.如圖所示，a、b、c、d、e五點(diǎn)在一條直線上，b、c兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)間的距離，在a點(diǎn)固定放置一個(gè)點(diǎn)電荷，帶電荷量為q，已知在q的電場(chǎng)中b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為u，將另一個(gè)點(diǎn)電荷q從d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)的過程中

11、，下列說法正確的是()a靜電力做功qu b克服靜電力做功quc靜電力做功大于qu d靜電力做功小于qu解析：點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線是直線，由電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知，離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，場(chǎng)強(qiáng)越弱，即d、e處的場(chǎng)強(qiáng)小于b、c處的場(chǎng)強(qiáng)，結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，可以定性判斷出ude<ubc，所以wde<qu.又因?yàn)殪o電力方向和點(diǎn)電荷移動(dòng)方向相同，故靜電力做正功故正確答案為d.答案：d2有一靜電場(chǎng)，其電勢(shì)隨坐標(biāo)x的變化而改變，變化的圖線如圖所示設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向時(shí)取正值，沿x軸負(fù)方向時(shí)取負(fù)值，則下列各圖中所畫的電場(chǎng)強(qiáng)度e隨x變化的圖線正確的是()解析：02 mm內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向，大小e

12、1 v/m2×104 v/m,210 mm內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿x軸正方向，大小e2 v/m1×104 v/m,1012 mm內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向，e3 v/m2×104 v/m.答案：a二、非選擇題3如圖中畫出了一個(gè)電場(chǎng)中的一簇互相平行且等間距的等勢(shì)面，并標(biāo)出了各等勢(shì)面的電勢(shì)值電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)所處位置如圖所示，它們之間的距離為5 cm，兩點(diǎn)連線與等勢(shì)面夾角為37°，一個(gè)電荷量為3×103 c的粒子正好靜止在此電場(chǎng)中，則此粒子重為多少？解析：根據(jù)題意可知，a、b兩點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向(垂直于等勢(shì)面方向)的距離為dabsin 37°5×

13、;102×0.6 m 3×102 ma、b兩點(diǎn)電勢(shì)差uabab(4020) v20 v所以電場(chǎng)強(qiáng)度e v/m×103 v/m設(shè)粒子重為g，由平衡條件得gqe3×103××103 n2 n.答案：2 n4.如圖所示，a、b、c為一等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，某勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于該三角形平面現(xiàn)將電荷量為1×108 c的正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為3×106 j，將另一電荷量為1×108 c的負(fù)點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做的功為3×106 j.(1)分別求uab、uac、ubc的值；(2)畫出電場(chǎng)線方向；(3)若ab邊長(zhǎng)為2 cm，求電場(chǎng)強(qiáng)度解析：(1)正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做正功故a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，可求得uab v300 v負(fù)點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，a點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)，可求得uac300 v.因此b、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故ubc0.(2)由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)線是一簇平行直線，因此，bc為一條等勢(shì)線，故電場(chǎng)線垂直于bc，設(shè)d為bc的中點(diǎn)，則場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)橛蒩指向d，如圖所示(3)ab在場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d等于線段ad的長(zhǎng)度，故由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式可得e v/m104 v/m.答案：(1)uab300 vu