2022-2023學(xué)年新教材高中物理第10章靜電場中的能量3電勢差與電場強度的關(guān)系夯基提能作業(yè)新人教版必修第三冊

1、 第十章3eq f( 合格考訓(xùn)練,25分鐘滿分60分 )一、選擇題(本題共7小題，每題7分，共49分)1下列公式適用于任何電場的是(C)AWqEdBUEdCEeq f(F,q)DEkeq f(Q,r2)解析：公式WqEd，用來計算勻強電場中電場力做功，所以只適用于勻強電場，故A錯誤；公式UEd是勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系公式，只適用于勻強電場，故B錯誤；公式Eeq f(F,q)是電場強度的定義式，運用比值法定義，適用于任何電場，故C正確；公式Ekeq f(Q,r2)是點電荷場強公式，只適用點電荷的電場，故D錯誤，故選C。2(多選)(2021江蘇省贛榆高級中學(xué)高一下學(xué)期檢測)如圖所示為一空

2、腔導(dǎo)體周圍的電場線分布圖，電場方向如圖中箭頭所示，M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個圓周上的四點，其中M、N在一條直電場線上，P、Q在一條曲電場線上，下列說法正確的有(AC)AM點的電場強度比N點的電場強度小BP點的電勢比Q點的電勢低C負電荷在P點的電勢能小于其在Q點的電勢能DM、O間的電勢差等于O、N間的電勢差解析：電場線的疏密程度表示電場的強弱，故N點的場強比M點的場強大，故A正確；沿著電場線的方向電勢越來越低，所以Q點的電勢比P點的電勢低，故B錯誤；P點電勢高于Q點，根據(jù)Epq可知，負電荷在P點時的電勢能小于在Q點時的電勢能，故C正確；根據(jù)電場分布可知，MO間的平均電場強度比ON之間的平均

3、電場強度小，故由公式UEd可知，MO間的電勢差小于ON間的電勢差，故D錯誤。3(2021海南華僑中學(xué)高一下期末)真空中有一靜電場，其在x軸正半軸的電勢隨x變化的關(guān)系如圖，根據(jù)圖像可知下列選項正確的是(B)AR處的電場強度為零B若試探電荷從x1處移到x2處，電場力不一定做正功Cx1處與x2處的電場強度方向相同D該電場有可能是處在O點的正點電荷激發(fā)產(chǎn)生的解析：x圖像中，曲線上任意一點的切線的斜率表示電場強度；R處切線的斜率不為零，電場強度不為零，A錯誤；試探電荷從x1處移到x2處，電勢降低，根據(jù)公式WqU，如果是正電荷，電場力做正功；如果是負電荷，電場力做負功，B正確；x1處與x2處的切線斜率同為

4、負值，故x方向的電場強度分量的方向相同，但在立體空間中，兩處的電場方向不一定相同，C錯誤；點電荷電場中，離點電荷越近，電場強度越大，故x圖像的斜率越大，而題圖中，越靠近O點圖線越平緩，故D錯誤。4如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一個以O(shè)為圓心、半徑R0.1 m的圓，P為圓周上的一點，O、P兩點連線與x軸正方向的夾角為。若空間存在沿y軸負方向的勻強電場，電場強度大小E100 V/m，則O、P兩點的電勢差可表示為(A)AUOP10sin (V)BUOP10sin (V)CUOP10cos (V)DUOP10cos (V)解析：由于電場強度方向向下，據(jù)題可知UOP0，則UOPERsin 1000.1sin

5、 (V)10sin (V)，故正確答案為A。5如圖所示，a、b、c是勻強電場中的三個點，各點電勢分別為a10 V，b2 V，c6 V，a、b、c三點在同一平面上，下列各圖中電場強度的方向表示正確的是(D)解析：由于是勻強電場，所以a、b連線的中點與c點等勢，電場強度的方向垂直于等勢面且由高電勢指向低電勢處，所以D正確。6如圖中A、B、C三點都在勻強電場中，已知ACBC，ABC60，BC20 cm。把一個電量q105 C的正電荷從A移到B，電場力做功為零；從B移到C，克服電場力做功1.73103 J，則該勻強電場的場強大小和方向是(D)A865 V/m，垂直AC向左B865 V/m，垂直AC向右

6、C1 000 V/m，垂直AB斜向上D1 000 V/m，垂直AB斜向下解析：由題，q105C的正電荷從A移到B，電場力做功為零，則A與B電勢相等， AB連線是一條等勢線。BC間電勢差為：UBCeq f(WBC,q)eq f(1.73103,105) V100eq r(3) V，則該勻強電場的場強大?。篍eq f(100r(3),0.2f(r(3),2) V/m1 000 V/m，電場線方向垂直于AB向下。如圖。故選D。7(多選)(2021河南省實驗中學(xué)高二上學(xué)期期中)圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線。兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等?，F(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相

7、同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示。點a、b、c為實線與虛線的交點，已知O點電勢高于c點。若不計重力，則(BD)AM帶負電荷，N帶正電荷BN在a點的速度與M在c點的速度大小相等CN在從O點運動至a點的過程中克服電場力做功DM在從O點運動至b點的過程中，電場力對它做的功等于零解析：由O點電勢高于c點電勢知，場強方向垂直虛線向下，由兩粒子運動軌跡的彎曲方向知N粒子所受電場力方向向上，M粒子所受電場力方向向下，故M粒子帶正電、N粒子帶負電，A錯誤；N粒子從O點運動到a點，電場力做正功。M粒子從O點運動到c點電場力也做正功。因為UaOUOc，且M、N粒子質(zhì)量相等，電荷的絕對值相

8、等，由動能定理易知B正確；因O點電勢低于a點電勢，且N粒子帶負電，故N粒子運動中電勢能減少，電場力做正功，C錯誤；O、b兩點位于同一等勢線上，D正確。二、非選擇題(本題共1小題，共11分)8(11分)圖中是某勻強電場的等勢面示意圖，A、B兩點相距5 cm，53，一帶電量為4106 C的微粒沿AB勻速運動，求：(1)電場強度大小和方向。(2)微粒的質(zhì)量。(取g10 m/s2)答案：(1)電場強度大小是500 N/m，方向向下(2)微粒的質(zhì)量2104 kg解析：(1)設(shè)勻強電場的場強大小為E，則：Eeq f(UAB,d)eq f(UAB,xto(AB)sin )eq f(20,0.05sin53)

9、 V/m500 V/m沿電場線的方向電勢降低，所以電場的方向向下。(2)因微粒勻速運動，則有mgqE，則得：meq f(qE,g)eq f(4106500,10) kg2.0104 kg。eq f( 等級考訓(xùn)練,15分鐘滿分40分 )一、選擇題(本題共4小題，每題6分，共24分)1如圖所示，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點O處的電勢為零，點A處的電勢為6 V，點B處的電勢為3 V，則電場強度的大小為(A)A200 V/mB200eq r(3) V/mC100 V/mD100eq r(3) V/m解析：根據(jù)題意，由勻強電場特點可知OA中點C的電勢為3 V，與B點電

10、勢相等，則BC連線為等勢線，自原點O向BC連線引垂線，垂足為D，D點電勢為3 V，根據(jù)圖中幾何關(guān)系得eq f(xto(OB),r(xto(OB)2xto(OC)2)eq f(xto(OD),xto(OC)，得OD長度為1.5 cm，則場強為Eeq f(UDO,dDO)200 V/m，本題只有選項A正確。2(多選)細胞膜的厚度等于700 nm(1 nm109 m)，當膜的內(nèi)外層之間的電壓達0.4 V時，即可讓一價鈉離子滲透。 設(shè)細胞膜內(nèi)的電場為勻強電場，則鈉離子在滲透時(AC)A膜內(nèi)電場強度為5.71105 V/mB膜內(nèi)電場強度為1.04106 V/mC每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做的功等

11、于6.41020 JD每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做的功等于1.281019 J解析：由公式Eeq f(U,d)eq f(0.4,7107) V/m5.71105 V/m，所以A正確，B錯誤。由公式WqU1.610190.4 J6.41020 J，C正確，D錯誤。3(多選)(2021安徽省合肥一中高二上學(xué)期段考)如圖甲所示，一條電場線與Ox軸重合，取O點電勢為零，Ox方向上各點的電勢隨x變化的關(guān)系如圖乙所示，若在O點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用。則(ABD)A電子將沿Ox方向運動B電子的電勢能將一直減小C沿Ox方向電場強度一直增大D電子運動的加速度先減小后增大解析：由乙圖知沿x

12、軸正方向電勢在升高，所以電場沿x軸負方向。電子受電場力方向沿x軸正方向，電子將沿Ox方向加速運動，電場力做正功，電子的電勢能減小，所以A、B正確；根據(jù)Eeq f(U,d)eq f(,x)可知電勢隨x變化圖像的斜率表示電場強度，由乙圖可知沿Ox方向電場強度先減小后增大，電子受電場力先減小后增大，電子運動的加速度先減小后增大，C錯誤，D正確。4(多選)(2021安徽蚌埠三中高二上教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖所示，在平面直角坐標系中有一底角是60的等腰梯形，坐標系中有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中O為坐標原點，A點坐標為(1 cm，eq r(3) cm)，B點坐標為(3 cm，eq r(3) cm)，已知

13、O點電勢為6 V，A3 V，B0，則下列說法正確的是(AD)AC點電勢為零B電場線與BC平行C該勻強電場的電場強度大小為100 V/mD該勻強電場的電場強度大小為100eq r(3) V/m解析：因為AB平行于OC，并且四邊形ABCO為底角是60的等腰梯形，根據(jù)各點坐標關(guān)系故有UOC2UAB，即6 VC2(30) V，得C0 V，故A正確；由于B、C兩點的電勢都是零，所以BC為0 V等勢線，電場線與等勢線垂直，故B錯誤；過B作OC的垂線BD，垂足為D，再作DE垂直于BC，由幾何關(guān)系得LDEeq f(r(3),2) cm，故電場強度為Eeq f(UDC,LDE)eq f(UOC,4LDE)eq

14、f(6,2r(3)102 V/m100eq r(3) V/m，故D正確，C錯誤。二、非選擇題(本題共2小題，共16分)5(6分)如圖所示的A、B、C、D、E、F為勻強電場中正六邊形的六個頂點。已知A、B、C三點的電勢分別為1 V、1 V、5 V，則D點的電勢D為_7_ V。解析：在勻強電場中，沿著任意方向前進相同距離，電勢的降落必定相等，由于從A到D方向平行于BC方向，且AD間距等于BC間距的兩倍故有DA2(CB)，代入數(shù)據(jù)解得，D7 V。6(10分)(2021黑龍江大慶實驗中學(xué)高二上學(xué)期期末)如圖所示，空間有E100 V/m豎直向下的勻強電場，長L0.4 m不可伸長的輕繩固定于O點。另一端系一質(zhì)量m0.5 kg，電量q0.05 C的帶正電小球。拉起小球至繩水平后在A點無初速度釋放，當小球運動至O點的正下方B點時繩恰好斷裂，小球繼續(xù)運動，最后落至地面上C點，B點離地的高度hB0.1 m。(g10 m/s2)試求：(1)A、C兩點間的電勢差UAC；(2)繩子張力的最大值；(3)落地點C到B點的水平距離。答案：(1)50 V(2)30 N(3)0.4 m解析：(1)在勻強電場中，UACEdAC1000.5 V50 V。(2)當帶電小球擺至B點時，繩子