人教版高中物理必修第三冊(cè)第十章靜電場(chǎng)中的能量10-3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系練習(xí)含答案

第十章靜電場(chǎng)中的能量3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系【基礎(chǔ)鞏固】1.關(guān)于公式E=Ud,下列說法正確的是()A.由公式E=Ud得,電場(chǎng)強(qiáng)度E與電勢(shì)差U成正比,與兩點(diǎn)間距離dB.由公式E=UdC.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,任意兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度和這兩點(diǎn)間距離的乘積D.公式E=Ud答案:D2.雷擊,指打雷時(shí)電流通過人、畜、樹木、建筑物等而造成殺傷或破壞的一種現(xiàn)象.其中一種雷擊是帶電的云層與大地上某點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象,叫作“直擊雷”.若某次發(fā)生“直擊雷”前瞬間,帶電云層到地面的距離為8km,云層與地面之間的電壓為2×107kV,則此時(shí)云層與地面間電場(chǎng)(視為勻強(qiáng)電場(chǎng))的電場(chǎng)強(qiáng)度為()A.2.5×103N/C B.2.5×106N/CC.2.5×107N/C D.2.5×109N/C答案:B3.在水深超過200m的深海,光線極少,能見度極低,有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)性,能通過自身發(fā)出的生物電獲取食物、威脅敵害、保護(hù)自己.若該電鰻的頭尾相當(dāng)于兩個(gè)電極,它在海水中產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到104N/C,則身長(zhǎng)50cm的電鰻,在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓可達(dá)()A.50V B.500VC.5000V D.50000V答案:C4.如圖所示,實(shí)線為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(圖中未畫出勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向),虛線表示等勢(shì)面且等間距分布,A點(diǎn)的電勢(shì)φA=50V,C點(diǎn)的電勢(shì)φC=20V,則A、C中點(diǎn)B處的電勢(shì)φB為()A.25V B.30VC.35V D.40V解析:根據(jù)公式U=Ed可知,A、B間電勢(shì)差UAB等于B、C間電勢(shì)差UBC,即φA-φB=φB-φC,得到φB=φA答案:C5.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,方向水平向右.圓弧AB對(duì)應(yīng)的圓心為O,半徑為r.OA水平,OB與水平方向成θ=π6.則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB為()A.5πEr6 C.3Er2 答案:B6.(多選)電場(chǎng)強(qiáng)度為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、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差可能為()A.1.0V B.2.0VC.3.0V D.4.0V解析:當(dāng)d為沿電場(chǎng)線方向兩點(diǎn)間的距離時(shí),UAB最大,UAB=Ed=2.0V,選項(xiàng)A、B正確.答案:AB7.(多選)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中某電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)A、B相距0.2m.電荷量為q=10-6C的點(diǎn)電荷從A移到B,靜電力做的功為2×10-6J,則()A.該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為10V/mB.該電場(chǎng)的方向由A指向BC.A、B間的電勢(shì)差為10VD.B點(diǎn)的電勢(shì)比A點(diǎn)的高解析:根據(jù)電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系有UAB=WABq=2V,由此看出A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),電場(chǎng)方向由A指向B.根據(jù)E=答案:AB【拓展提高】8.空間存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng),紙面內(nèi)有一菱形ABCD.將一個(gè)電子由C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn),克服靜電力做功1eV.A點(diǎn)的電勢(shì)為3V,則B點(diǎn)的電勢(shì)為()A.2V B.3VC.4V D.6V答案:C9.(多選)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為30°的光滑絕緣斜面固定于水平面上,整個(gè)空間存在某電場(chǎng),一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球,以初速度v0由斜面頂端的A點(diǎn)開始沿斜面下滑,到達(dá)斜面底端B點(diǎn)的速度仍為v0,途中小球始終未離開斜面,重力加速度為g,則()A.小球的電勢(shì)能一定減小B.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為-mgLC.若處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小值為mgD.若處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度可能等于3解析:小球在A、B兩點(diǎn)的動(dòng)能相等,所以小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,重力勢(shì)能減小,則整個(gè)過程中小球的電勢(shì)能可能先減小后增大,也可能一直增大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從A到B由動(dòng)能定理mgLsin30°+qUAB=12mv02-12mv02,解得A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB=-mgL2q,故選項(xiàng)B正確;若處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,則當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿斜面向上時(shí),該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小,最小值E答案:BD10.下列圖中,A、B、C是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn),各點(diǎn)電勢(shì)φA=10V,φB=2V,φC=6V,A、B、C三點(diǎn)在同一平面上,圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是()ABCD解析:由題意可知A、B連線的中點(diǎn)的電勢(shì)為6V,與C點(diǎn)等勢(shì).因?yàn)殡妶?chǎng)線與等勢(shì)線垂直且沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落,故選項(xiàng)D正確.答案:D11.平時(shí)我們所處的地球表面,實(shí)際上存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為100V/m的電場(chǎng),可將其視為勻強(qiáng)電場(chǎng),在地面立一金屬桿后空間中的等勢(shì)面如圖所示,空間中存在a、b、c三點(diǎn),其中a點(diǎn)位于金屬桿正上方,b、c等高,則下列說法正確的是()A.b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差Ubc=0B.a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于100V/mC.a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右D.a點(diǎn)的電勢(shì)低于c點(diǎn)的電勢(shì)解析:b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差Ubc=φb-φc=200V-300V=-100V,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由E=Ud及題圖可知,a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于100V/m,故選項(xiàng)B正確;電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,并且沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,所以a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;a、c兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,電勢(shì)相等,故選項(xiàng)D答案:B【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.一電場(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),且v0的方向與水平方向成45°角斜向上.若射入電場(chǎng)后,微粒做直線運(yùn)動(dòng),重力加速度為g.(1)微粒帶何種電荷?電荷量是多少?(2)微粒在入射方向的最大位移是多少?(電場(chǎng)足夠大)解析:(1)作電場(chǎng)線如圖甲所示,由題意知微粒受到向左的靜電力,與重力的合力F跟初速度方向相反,如圖乙所示,此時(shí)微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng),微粒帶的一