2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章靜電場的描述第五節(jié)電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系課時檢測含解析粵教版必修3

PAGE4-電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．下列說法正確的是()A．電場中兩點(diǎn)間電勢的差值叫作電勢差，也叫電壓B．電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)C．UAB表示B點(diǎn)與A點(diǎn)之間的電勢差，即UAB＝φB－φAD．A、B兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，不隨零電勢點(diǎn)的不同而變更，所以UAB＝UBA解析：選A電勢差的定義為電場中兩點(diǎn)之間電勢的差值，也叫電壓，A正確；電勢的大小與零電勢點(diǎn)的選擇有關(guān)，B錯誤；UAB表示A、B兩點(diǎn)的電勢差，UAB＝φA－φB＝－UBA，故C、D錯誤。2．對于電場中A、B兩點(diǎn)，下列說法中正確的是()A．電勢差的定義式UAB＝eq\f(WAB,q)，說明兩點(diǎn)間的電勢差UAB與電場力做功WAB成正比，與移動電荷的電荷量q成反比B．A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB與移動電荷的電荷量q無關(guān)C．把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做正功，則有UAB＞0D．電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB等于把正電荷q從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時靜電力做的功解析：選B依據(jù)電勢差的定義，電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于將單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時靜電力所做的功，僅由電場及兩點(diǎn)的位置確定，與移動電荷的電荷量及做功的多少無關(guān)，故B正確。3．在如圖所示的負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，一檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移到B、C、D、E點(diǎn)(此四點(diǎn)在以場源電荷為圓心的同一圓周上)，則下列說法正確的是()A．從A到B電場力做功最多B．從A到E電場力做功最多C．電場力做功一樣多D．A點(diǎn)比D點(diǎn)電勢高解析：選CB、C、D、E在同一等勢面上，所以UAB＝UAC＝UAD＝UAE，由W＝qU知電場力做功一樣多，A、B錯誤，C正確；在－Q的電場中，D點(diǎn)比A點(diǎn)離場源電荷遠(yuǎn)，所以D點(diǎn)的電勢比A點(diǎn)高，D錯誤。4．如圖所示為某靜電場等勢面的分布，電荷量為1.6×10－9C的正點(diǎn)電荷從A經(jīng)B、C到達(dá)D點(diǎn)，則從A至D，電場力對電荷做的功為()A．4.8×10－8J B．－4.8×10－8JC．8.0×10－8J D．－8.0×10－8J解析：選BUAD＝φA－φD＝－40V－(－10)V＝－30V，所以電場力對點(diǎn)電荷做的功WAD＝qUAD＝1.6×10－9×(－30)J＝－4.8×10－8J。5．如圖所示，在E＝400V/m的勻強(qiáng)電場中，a、b兩點(diǎn)相距d＝2cm，它們的連線跟電場強(qiáng)度方向的夾角是60°，則Uab等于()A．－8V B．－4VC．8V D．4V解析：選B在電場線方向上a、b兩點(diǎn)間的距離(或a、b兩點(diǎn)所在等勢面間的距離)為d′＝d·cos60°＝0.01m，依據(jù)勻強(qiáng)電場中，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系可知，Uab＝－Ed′＝－4V，B選項(xiàng)正確。6．如圖所示，a、b、c是一條電場線上的三個點(diǎn)，電場線的方向由a到c，a、b間的距離等于b、c間的距離，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度，可以判定()A．φa>φb>φc B．Ea>Eb>EcC．φa－φb＝φb－φc D．Ea＝Eb＝Ec解析：選A只給出一條電場線無法推斷電場線的疏密，故無法推斷a、b、c三點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小；沿電場線方向電勢降低，故φa＞φb＞φc，選項(xiàng)A正確。7．如圖所示是一個勻強(qiáng)電場的等勢面，每兩個相鄰的等勢面相距2cm，由此可以確定電場強(qiáng)度的方向和數(shù)值是()A．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：選B勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(2,2×10－2)V/m＝100V/m，電場強(qiáng)度的方向垂直于等勢面指向電勢著陸的方向，即水平向左，選項(xiàng)B正確。8．如圖所示，三個同心圓是一個點(diǎn)電荷四周的三個等勢面，已知這三個圓的半徑成等差數(shù)列。A、B、C分別是這三個等勢面上的點(diǎn)，且這三點(diǎn)在同一條電場線上。A、C兩點(diǎn)的電勢依次為φA＝10V和φC＝2V，則B點(diǎn)的電勢()A．肯定等于6V B．肯定低于6VC．肯定高于6V D．無法確定解析：選B從點(diǎn)電荷的電場線和等勢面的特點(diǎn)知，EA＞EB＞EC，AB＝BC，由U＝Ed定性分析，UAB＞UBC，所以φB＜6V。9．如圖所示，將電荷量為q＝3.0×10－9C的點(diǎn)電荷從勻強(qiáng)電場中的B點(diǎn)移動到A點(diǎn)，電場力做的功為－6×10－7J，AB＝2cm，求：(1)A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB；(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E。解析：(1)把點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移動到A點(diǎn)電場力做負(fù)功，則把點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)做正功，所以A、B兩點(diǎn)的電勢差為：UAB＝eq\f(W,q)＝eq\f(6×10－7,3×10－9)V＝200V。(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E＝eq\f(U,d)＝eq\f(200,0.02)V/m＝1.0×104V/m。答案：(1)200V(2)1.0×104V/meq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．[多選]某靜電場等勢面如圖中虛線所示，則()A．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度比A點(diǎn)的大B．A點(diǎn)的電勢比C點(diǎn)的高C．將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力不做功D．負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢能小于0解析：選ABCB點(diǎn)的等勢面比A點(diǎn)的等勢面密，則B點(diǎn)的電場強(qiáng)度比A點(diǎn)的大，故A正確；A點(diǎn)的電勢為0，C點(diǎn)的電勢為－5V，A點(diǎn)的電勢比C點(diǎn)的高，故B正確；A點(diǎn)的電勢與B點(diǎn)的電勢相等，將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力不做功，故C正確；C點(diǎn)的電勢小于0，負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢能大于0，故D錯誤。11．如圖所示，點(diǎn)A位于沿x軸正向的勻強(qiáng)電場E中，以O(shè)為圓心，r＝OA為半徑逆時針轉(zhuǎn)動一周，OA的連線與x軸正向(E方向)成θ角(θ<eq\f(π,2))，則此圓周上各點(diǎn)與A點(diǎn)間最大的電勢差為()A．U＝Er B．U＝Er(sinθ＋1)C．U＝Er(cosθ＋1) D．U＝2Er解析：選C由U＝Ed知，與A點(diǎn)間電勢差最大的點(diǎn)應(yīng)是沿場強(qiáng)方向與A點(diǎn)相距最遠(yuǎn)的點(diǎn)，dmax＝r＋rcosθ，所以Umax＝Er(cosθ＋1)，C項(xiàng)正確。12．如圖所示，充電的平行金屬板兩板間形成勻強(qiáng)電場，以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，AB方向?yàn)槲灰苮的正方向，能正確反映電勢φ隨位移x變更的圖像是()解析：選C沿電場線的方向電勢漸漸降低，A、B錯誤；設(shè)AB與水平電場線的夾角為θ，A點(diǎn)的電勢為φA，則φ＝φA－Excosθ，故C正確，D錯誤。13．如圖所示的勻強(qiáng)電場，等勢面是一簇相互平行的豎直平面，間隔均為d，各等勢面電勢已在圖中標(biāo)出?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0、方向與水平方向成45°角斜向上射入電場，要使小球做直線運(yùn)動，求：(1)小球應(yīng)帶何種電荷及其電荷量。(2)小球受到的合外力的大小。(3)在入射方向上小球運(yùn)動的最大位移xm。(電場足夠大)解析：(1)作電場線如圖甲所示。由題意知，小球只有受到向左的電場力，電場力和重力的合力與初速度才可能在一條直線上，如圖乙所示。只有當(dāng)F合與v0在一條直線上才可能使小球做直線運(yùn)動，所以小球帶正電，小球沿v0方向做勻減速運(yùn)動。由圖乙知qE＝mgtan45°，相鄰等勢面間的電勢差為U，所以E＝eq\f(U,d)，所以q＝eq\f(mgtan45°,E)＝eq\f(mgd,U)。(2)由圖乙知，F(xiàn)合