高中物理 1-6 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 課后強(qiáng)化作業(yè)（含解析）新人教版選修3-1

【成才之路】-學(xué)年高中物理1-6電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課后強(qiáng)化作業(yè)（含解析）新人教版選修3-11．(·許昌市五校高二檢測(cè))下列對(duì)于公式E＝eq\f(U,d)的理解，正確的是()A．它僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)B．只要測(cè)出兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和兩點(diǎn)間的間距就可以算出電場(chǎng)強(qiáng)度C．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的數(shù)值等于單位距離上降低的電勢(shì)D．場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位V/m，適用于任何電場(chǎng)答案：AD2．在場(chǎng)強(qiáng)為E＝1.0×102V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有相距d＝2.0×10－2m的a、b兩點(diǎn)，則a、bA．1.0VB．2.0VC．3.0VD．4.0V答案：AB解析：由U＝Ed可知當(dāng)d最大時(shí)，U最大，代入數(shù)值可知U最大值為2.0V，當(dāng)a、b位于同一等勢(shì)面上時(shí)Uab＝0知最小值為零，故A、B可能，C、D不可能。3．在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)相距為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，把一個(gè)電量為q的負(fù)電荷由a移到b點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功W，以下說(shuō)法正確的是()①a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低②a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小為U＝Ed③a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小為U＝eq\f(W,q)④該電荷在b點(diǎn)電勢(shì)能較a點(diǎn)大A．①② B．②③C．①③ D．③④答案：C解析：由題意電場(chǎng)力做正功W，逆著電場(chǎng)線(xiàn)移動(dòng)電荷，①對(duì)；電勢(shì)能減少，④錯(cuò)；a、b兩點(diǎn)連線(xiàn)不一定是沿電場(chǎng)線(xiàn)方向，②錯(cuò)；由靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系，③對(duì)。故選C。4．如圖所示，一電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱(chēng)，O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且OM＝MN。P點(diǎn)在y軸右側(cè)，MP⊥ON。則()A．M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C．M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)答案：AD解析：作出過(guò)點(diǎn)M的等勢(shì)線(xiàn)，因電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)線(xiàn)是正交的，且沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)是降低的，故A正確。將負(fù)電荷從O點(diǎn)移到P點(diǎn)時(shí)，因所處位置電勢(shì)降低，其電勢(shì)能增大，故應(yīng)是克服電場(chǎng)力做功，B錯(cuò)誤。由eq\x\to(E)＝U/d及電場(chǎng)線(xiàn)疏密程度知O、M兩點(diǎn)間電勢(shì)差應(yīng)大于M、N兩點(diǎn)間電勢(shì)差，C錯(cuò)誤。沿y軸上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，故從O點(diǎn)由靜止釋放的帶正電粒子運(yùn)動(dòng)中始終受到沿y軸正方向的電場(chǎng)力，D正確。5.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R＝0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線(xiàn)與x軸正方向的夾角為θ。若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝100V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為()A．UOP＝－10sinθ(V) B．UOP＝10sinθ(V)C．UOP＝－10cosθ(V) D．UOP＝10cosθ(V)答案：A解析：由于電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，據(jù)題可知UOP<0，則UOP＝－ERsinθ＝－100×0.1sinθ(V)＝－10sinθ(V)，故正確答案為A。6．圖中實(shí)線(xiàn)是一組不知方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)，把1×10－6C的負(fù)電荷從A點(diǎn)沿水平方向移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了2×10－6J的功。A、B兩點(diǎn)間距離為2cm(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)多大？方向如何？(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差多大？(3)若φA＝0，則AB中點(diǎn)C的電勢(shì)為多少？答案：(1)－200V/m方向沿電場(chǎng)線(xiàn)斜向下(2)－2V(3)1V解析：(1)由WAB＝qElABcos60°得勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E＝eq\f(WAB,qlABcos60°)＝eq\f(2×10－6,1×10－6×0.02×0.5)V/m＝200V/m場(chǎng)強(qiáng)方向沿電場(chǎng)線(xiàn)斜向下。(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(2×10－6,－1×10－6)V＝－2V(3)由U＝Ed得AC間的電勢(shì)差UAC＝eq\f(1,2)UAB＝－1V，而UAC＝φA－φC，故φC＝1V。7．電子的電荷量的絕對(duì)值為e，質(zhì)量為m，以速度v0沿電場(chǎng)線(xiàn)方向射入到場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示。電子從A點(diǎn)射入，到B點(diǎn)速度變?yōu)榱?。?wèn)：(1)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多大？(2)A、B兩點(diǎn)間的距離是多大？答案：(1)eq\f(mv\o\al(2,0),2e)(2)eq\f(mv\o\al(2,0),2eE)解析：(1)由題意可知全過(guò)程只有電場(chǎng)力做功，則有eUAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得UAB＝eq\f(mv\o\al(2,0),2e)(2)由U＝Ed,可得d＝eq\f(UAB,E)＝eq\f(mv\o\al(2,0),2eE)能力提升1．(·沈陽(yáng)高二聯(lián)調(diào))如圖所示，a、b、c是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)電勢(shì)分別為φa＝10V，φb＝2V，φc＝6V，a、b、c三點(diǎn)在同一平面上，下列各圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是()答案：D解析：由于是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以a、b連線(xiàn)的中點(diǎn)與c點(diǎn)等勢(shì)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直于等勢(shì)面且由高電勢(shì)指向低電勢(shì)處，所以D正確。2．如圖所示，相距10mm的兩等勢(shì)面AA′、BB′，其間有一靜止的油滴P，已知它的重量是1.6×10－14N，所帶的電荷量是3.2×10－19CA．φA>φB，UAB＝100V B．φA>φB，UAB＝750VC．φA<φB，UBA＝500V D．φA<φB，UBA＝1000V答案：C解析：由于油滴靜止，則油滴所受電場(chǎng)力與重力等大反向，即電場(chǎng)方向向上，故φA<φB，由E＝eq\f(F,q)，F(xiàn)＝G，得E＝5×104V/m，又由于dAB＝10mm＝10－2m，所以UBA＝EdAB＝5×104×10－2V＝500V，因此C正確。3．細(xì)胞膜的厚度等于700nm(1nm＝10－9mA．膜內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為5.71×105V/mB．膜內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為1.04×106V/mC.每個(gè)鈉離子沿電場(chǎng)方向透過(guò)膜時(shí)電場(chǎng)力做的功等于6.4×10－20JD．每個(gè)鈉離子沿電場(chǎng)方向透過(guò)膜時(shí)電場(chǎng)力做的功等于1.28×10－19J答案：AC解析：由公式E＝eq\f(U,d)＝eq\f(0.4,7×10－7)V/m＝5.71×105V/m，所以A正確，B錯(cuò)誤。由公式W＝qU＝1.6×10－19×0.4J＝6.4×10－20J，C正確，D錯(cuò)誤。4.如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA＝15V，φB＝3V，φC＝－3V，則D點(diǎn)的電勢(shì)是()A．0 B．5VC．9V D．12V答案：C解析：因?yàn)锳B平行于CD，故φA－φB＝φD－φC，解得φD＝9V。5.如圖所示，兩塊不帶電的豎直平行金屬板相距為d，一個(gè)重為G的帶電小球在重力作用下在兩板間豎直下落，此時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是AB，當(dāng)兩板間加上電壓U時(shí)，兩板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，此時(shí)小球受力方向變成沿BC方向，則此小球所帶的電荷量應(yīng)是()A.eq\f(G,U)B.eq\f(G,2U)C.eq\f(Gd,U)D.eq\f(2Gd,U)答案：C解析：由E＝eq\f(U,d)和tan45°＝eq\f(Eq,G)，解得q＝eq\f(Gd,U)6．(·廣東第二師范附中高二期中)如圖所示，用長(zhǎng)L的絕緣細(xì)線(xiàn)拴住一個(gè)質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球，線(xiàn)的另一端拴在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，開(kāi)始時(shí)把小球、線(xiàn)拉到和O在同一水平面上的A點(diǎn)(線(xiàn)拉直)，讓小球由靜止開(kāi)始釋放，當(dāng)擺線(xiàn)擺到與水平線(xiàn)成90°角的B點(diǎn)時(shí)，球的速度剛好為零。求：(1)小球帶何種電荷(簡(jiǎn)單說(shuō)明原因)；(2)B、A兩點(diǎn)的電勢(shì)差；(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。答案：(1)正電(2)eq\f(mgL,q)(3)eq\f(mg,q)解析：(1)因重力使小球加速下落，電場(chǎng)力使小球減速，小球受電場(chǎng)力向右，所以小球帶正電荷。(2)據(jù)動(dòng)能定理：mgL－qUBA＝0B、A兩點(diǎn)的電勢(shì)差：UBA＝eq\f(mgL,q)(3)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中：E＝U/d所以得E＝eq\f(mg,q)7．如圖所示，一電場(chǎng)中的等勢(shì)面是一簇互相平行的平面，間隔均為d，各等勢(shì)面的電勢(shì)如圖所示。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電微粒，以速度v0射入電場(chǎng)，v0的方向與水平方向成45°斜向上，要使質(zhì)點(diǎn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則：(1)微粒帶何種電荷？電量是多少？(2)在入射方向的最大位移是多少？答案：(1)正電q＝eq\f(mgd,100)(2)eq\f(v\o\al(2,0),2\r(2)g)解析：要使質(zhì)點(diǎn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受合力與v0應(yīng)在一條直線(xiàn)上，而電場(chǎng)力與等勢(shì)面垂直，必在水平方向，則需考慮微粒的重力作用。(1)電場(chǎng)線(xiàn)由等勢(shì)面高處指向等勢(shì)面低處，得電場(chǎng)線(xiàn)方向水平向左，且E＝eq\f(U,d)＝eq\f(100,d)V/m。為使合力與v0在一條直線(xiàn)上，微粒的受力情況如圖所示，則知微粒帶正電，且mg＝qE，q＝eq\f(mg,E)＝eq\f(mgd,100)(2)帶電微粒在入射方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，其加速度a＝eq\r(2)g。則微粒在入射方向的最大位移xmax＝e