2021-2022高中物理人教版選修3-1作業(yè)：第一章第6節(jié)電勢差與電場強度的關(guān)系3Word版含解析

《電勢差與電場強度的關(guān)系》1．下列關(guān)于勻強電場中場強和電勢差關(guān)系的說法正確的是()A．在相同距離上，電勢差大的其場強也必定大B．任意兩點的電勢差，等于場強與這兩點間距離的乘積C．沿著電場線方向，相同距離上的電勢降落必定相等D．電勢降低的方向，必定是電場強度的方向【解析】由勻強電場的特點知A、B錯誤，C正確；電勢降低最快的方向才是電場強度方向，D錯誤．【答案】C2．如圖1－6－9所示是一個勻強電場的等勢面，每兩個相鄰等勢面相距2cm，由此可以確定電場強度的方向和數(shù)值是()圖1－6－9A．豎直向下，E＝100V/mB．水平向左，E＝100V/mC．水平向左，E＝200V/mD．水平向右，E＝200V/m【解析】根據(jù)電場強度的方向應(yīng)與等勢面垂直，且由較高的等勢面指向較低的等勢面，可知該電場強度的方向水平向左．由場強與電勢差的關(guān)系得：E＝eq\f(U,d)＝100V/m.【答案】B3．如圖1－6－10所示，勻強電場場強E＝100V/m，A、B兩點相距10cm，A、B連線與電場線夾角為60°，則UBA的值為()圖1－6－10A．－10V B．10VC．－5V D．－5eq\r(3)V【解析】A、B兩點沿電場線方向的距離：d＝l·cos60°＝0.1×eq\f(1,2)m＝0.05mB點的電勢低于A點電勢：UBA＝－Ed＝－100×0.05V＝－5V.【答案】C4．(多選)如圖1－6－11所示的同心圓是電場中的一組等勢線，一個電子只在電場力作用下沿著直線由A向C運動時的速度越來越小，B為線段AC的中點，則有()圖1－6－11A．電子沿AC運動時受到的電場力越來越小B．電子沿AC運動時它具有的電勢能越來越大C．電勢φA＞φB＞φCD．電勢差UAB＝UBC【解析】由A到C，電子的速度越來越小，可知其動能越來越小，電勢能越來越大，電場力對其做負功，則電子應(yīng)順著電場線運動，即電場線方向由A到C，由此可知這是－Q形成的電場，因此越靠近－Q，電場線越密，場強也就越大，電子所受電場力也就越大，所以A不對，B對．又因為沿電場線方向電勢逐漸降低，所以C對．又因為此電場不是勻強電場，沿電場線方向電勢不是均勻降落，故UAB≠UBC，所以D錯，故B、C正確．【答案】BC5.如圖1－6－12所示，勻強電場場強為1×103N/C，ab＝dc＝4cm，bc＝ad＝3cm，則下述計算結(jié)果正確的是()圖1－6－12A．a(chǎn)b之間的電勢差為4000VB．a(chǎn)c之間的電勢差為50VC．將q＝－5×10－3C的點電荷沿矩形路徑abcdaD．將q＝－5×10－3C的點電荷沿abc或adc從a移動到c【解析】Uab＝E·ab＝1×103×0.04V＝40V，A錯；Uac＝Uab＝40V，B錯；將電荷移動一周，電勢差為零，電場力做功為零，故C對；Wac＝qUac＝(－5×10－3)×40J＝－0.2J，D錯．【答案】C6.如圖1－6－13所示，在電場強度E＝2×103V/m的勻強電場中有三點A、M和B，AM＝4cm，MB＝3cm，AB＝5cm，且AM邊平行于電場線，把一電荷量q＝2×10－9C的正電荷從B移動到M點，再從M點移動到A()圖1－6－13A．0.16×10－6J B．0.12×10－6JC．－0.16×10－6J D．－0.12×10－6J【解析】B、M在同一等勢面上，電荷由B到M電場力不做功．由M到A電場力做負功，W＝qU＝q·Ed＝2×10－9×2×103×4×10－2J＝0.16×10－6J．即電場力做功為－0.16×10－6J.【答案】C7．在雷雨云下沿豎直方向的電場強度約為104V/m.已知一半徑為1mm的雨滴在此電場中不會下落，取重力加速度大小為10m/s2，水的密度為103kg/mA．2×10－9C B．4×10－C．6×10－9C D．8×10－【解析】本題考查物體的受力平衡條件，電場力的計算等知識點．雨滴受力平衡，則電場力和重力大小相等，有mg＝Eq，而m＝ρV＝eq\f(4πr3,3)ρ，聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)解得B選項對．【答案】B8．如圖1－6－14所示，實線為方向未知的三條電場線，虛線分別為等勢線1、2、3，已知MN＝NQ，a、b兩帶電粒子從等勢線2上的O點以相同的初速度飛出．僅在電場力作用下，兩粒子的運動軌跡如下圖所示，則()圖1－6－14A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負電B．a(chǎn)加速度減小，b加速度增大C．MN電勢差|UMN|等于NQ兩點電勢差|UNQ|D．a(chǎn)粒子到達等勢線3的動能變化量比b粒子到達等勢線1的動能變化量小【解析】本題考查電場線、等勢線、電場力的功．由帶電粒子的運動軌跡，結(jié)合曲線運動的特點可知帶電粒子所受的電場力方向，但因為電場線的方向不確定，故不能判斷帶電粒子帶電的性質(zhì)，A錯；由電場線的疏密可知，a加速度將減小，b加速度將增大，B正確；因為是非勻強電場，故MN電勢差并不等于NQ兩點電勢差，C錯；但因為等勢線1與2之間的電場強度比2與3之間的電場強度要大，故1、2之間的電勢差要大于2、3之間的電勢差，但兩粒子的帶電荷量大小不確定，故無法比較動能變化量的大小，D錯誤．【答案】B9．(多選)圖1－6－15甲所示的U－x圖象表示三對平行金屬板間電場的電勢差與場強方向上的距離關(guān)系．如圖乙所示，若三對金屬板的負極板接地，圖中x均表示到正極板的距離，則下述結(jié)論中正確的是()圖1－6－15A．三對金屬板兩板電勢差的關(guān)系為U1＝U2＝U3B．三對金屬板正極電勢的關(guān)系φ1＞φ2＞φ3C．三對金屬板板間距離關(guān)系為d1＜d2＜d3D．三對金屬板板間場強大小是E1＞E2＞E3【解析】由甲、乙兩圖可知電勢從正極板開始隨距離均勻減小，最后到負極板，電勢為零，開始時正極板電勢相同，兩板間電勢差相同，A對，B錯；由甲圖還可知道板間距離d1＜d2＜d3，C對，由E＝U/d可知E1＞E2＞E3，D對．【答案】ACD10．如圖1－6－16所示為一組未知方向的勻強電場的電場線，將1×10－6C的負電荷由A點沿水平線移至B點，電場力做了2×10－6J的功，A、B間的距離為2cm圖1－6－16(1)勻強電場場強多大？方向如何？(2)A、B兩點間的電勢差多大？若B點電勢為1V，A點電勢為多少？【解析】(1)移動負電荷從A到B靜電力做正功，負電荷受到的靜電力的方向沿電場的反方向，所以電場方向斜向上．由公式W＝qElcos60°得E＝eq\f(W,qlcos60°)＝eq\f(2×10－6,1×10－6×2×10－2×0.5)V/m＝200V/m(2)A、B間的電勢差為U＝Elcos60°＝200×2×10－2×0.5V＝2V，因A點電勢低，UAB＝－2V由UAB＝φA－φB得φA＝φB＋UAB＝1V＋(－2V)＝－1V【答案】(1)200V/m斜向上方(2)－2V－1V11．如圖1－6－17所示，在水平放置的兩個平行金屬板之間的勻強電場中，A、B兩點之間的連線與豎直方向的夾角為60°.把帶電荷量為q＝－1.5×10－8C的點電荷由A點移到B點，克服電場力做了4.2×10－5圖1－6－17(1)試確定兩板所帶電荷Q1、Q2的電性；(2)若已知A點電勢φA＝800V，|AB|＝1cm.試求B點電勢φB和電場強度的大小和方向．【解析】(1)把帶電量為q＝－1.5×10－8C的點電荷由A點移到B點，克服電場力做了4.2×10－5J的功．說明A點的電勢高于B點的電勢，電場的方向由上向下，因此，上板Q1帶正電，下板Q2帶負電．(2)A、B兩點的電勢差為UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－4.2×10－5,－1.5×10－8)V＝2800V，設(shè)B點的電勢為φB，根據(jù)UAB＝φA－φB得φB＝φA－UAB＝800V－2800V＝－2000V電場強度為E＝eq\f(UAB,d)＝eq\f(UAB,|AB|cos60°)＝eq\f(2800,1×10－2×0.5)V/m＝5.6×103V/m，方向為豎直向下．【答案】(1)Q1帶正電，Q2帶負電(2)－2000V,5.6×105V/m豎直向下12．如圖1－6－18，A、B為兩塊水平放置的帶等量異種電荷的平行金屬板，一個質(zhì)量m＝10－4kg，電荷量q＝5×10－5C的帶正電粒子靜止于兩板的正中央，已知兩板間距離為20cm，g＝10m/s圖1－6－18(1)兩板間勻強電場的場強大??；(2)兩板間的電勢差；(3)若用某種方法將帶電粒子的帶電荷量減少一半，使帶電粒子從兩板正中央由靜止開始運動，則經(jīng)過多長時間粒子撞到板上．【解析】(1)帶電粒子靜止，qE＝