2019高中物理 第一章 静电场 6 电势差与电场强度的关系课时作业 新人教版选修3-1.doc

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1、16 6 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课时作业A 组 基础巩固一、单项选择题1.如图所示，在一匀强电场区域中，有A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上，已知A、B、C三点电势分别为A1 V，B4 V，C0，则D点电势D的大小为( ) A3 V B0 C2 V D1 V解析：在匀强电场中，由于AD与BC平行且相等，故UADUBC，即ADBC，代入数据解得D3 V.答案：A2.如图所示，A、B是一条直电场线上的两点，相距为d.设A点的电场强度为EA，则( )AA点电场强度一定大于B点电场强度BA点电势一定高于B点电势CB点电势一定高于A点电势DA、B两点间的电势差一定等

2、于EAd解析：只有一条电场线，无法判断A、B两点哪一点处的电场线较密，故无法判断A、B两点电场强度的大小，但由于沿电场线的方向电势逐渐降低，故A点电势一定高于B点电势，由于该电场不一定是匀强电场，故A、B两点间的电势差不一定是EAd，故选项 B 正确答案：B3如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为 10 cm 的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为 1.0 V、2.0 V、3.0 V，则下列说法正确的是( )A匀强电场的电场强度大小为 10 V/mB匀强电场的电场强度大小为 V/m20 33C电荷量为 1.61019 C 的正点电荷从E点移到F点，电荷克服电场力做功为1

3、.61019 JD电荷量为 1.61019 C 的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减少4.81019 J解析：将A、C两点连线，则A、C中点电势为 2.0 V，而且恰好在EB连线上，故EB为一2条等势线，又CDEBAF，而匀强电场等势面平行，故CD、AF也是等势线，所以E点电势为 2.0 V，F、D两点的电势分别为 1.0 V、3.0 VDF连线距离为 10 cm，根据匀强电3场中电势差与电场强度的关系得E V/m V/m，A 错误，B 正U d210 3 10220 33确UEF1 V，WEFqUEF1.610191 J1.61019 J，C 错误UFD2 V，WFDqUFD1.6101

4、9(2) J3.21019 J，负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减少 3.21019 J，D 错误答案：B4.如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN.P点在y轴右侧，MPON.则下列说法正确的是( )AM点的电势比P点的电势高B将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差DM、N两点间的电势差等于O、M两点间的电势差解析：根据电场线和等势面的关系画出等势面，可以判断M点的电势比P点的电势高，A正确负电荷由O点移到P点，电场力做负功，B 错误根据UEd进行定性分析可知，C、D 错误答案：A5.如图

5、所示，在某匀强电场中有a、b、c三点，它们的连线组成一个直角三角形，已知ac5 cm，bc3 cm.现将电荷量为 2108 C 的负电荷由a移到b和由a移到c均要克服电场力做 8108 J 的功，则该匀强电场的电场强度为( ) A100 V/m，由a指向b B100 V/m，由b指向aC160 V/m，由a指向c D160 V/m，由c指向a解析：负电荷由a移到b和由a移到c均要克服电场力做相同的功，所以b点和c点的电势相等，bc线为等势线，ab线为一条电场线Uab V4 Wab q8 108 2 108V，ab，由(ab)2(ac)2(bc)2得ab4 cm.电场强度E V/m100 Uab

6、 ab4 4 102V/m，方向由a指向b，故 A 项正确答案：A二、多项选择题6.如图所示，平面内有菱形ABCD，O点为其两对角线的交点空间存在一未知的静电场，方向与菱形所在平面平行，有一电子，若从A点3运动至D点，电势能就会增加 E，若从D点运动至C点，电势能就会减少 E，那么此空间存在的静电场可能是( )A方向垂直于AC，并由B指向D的匀强电场B方向垂直于BD，并由C指向A的匀强电场C位于O点的正点电荷形成的电场D位于B点的负点电荷形成的电场解析：从A点运动至D点，电势能就会增加 E，从D点运动至C点，电势能就会减少E，可断定A点和C点电势相等，若是匀强电场，则AC连线即为等势线，电场线

7、与等势线垂直又因为移动的是电子，带负电，沿电场线方向，负电荷电势能增加，故电场线的方向由B指向D.如果该电场是位于O点的正点电荷形成的电场，画出电场线和等势面就会发现，A、C在同一等势面上，而且离正点电荷越远，电子的电势能越大，故选项 A、C 正确答案：AC7.(2018河南商丘高二检测)如图所示，匀强电场场强为 1103 N/C，abdc4 cm，bcad3 cm，则下述计算结果正确的是( )Aa、b之间的电势差为 40 VBa、c之间的电势差为 50 VC将q5103 C 的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做功为零D将q5103 C 的点电荷沿abc或adc从a移动到c静电力做功

8、都是0.25 J解析：UabEab11030.04 V40 V，A 对；UacUab40 V，B 错；将电荷移动一周，电势差为零，静电力做功为零，故 C 对；WacqUac(5103)40 J0.2 J，D 错答案：AC8如图所示，真空中M、N处放置两等量异种电荷，a、b、c为电场中的三点，实线PQ为M、N连线的中垂线，a、b两点关于MN对称，a、c两点关于PQ对称已知一带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判定正确的是( )AM点处放置的是负电荷4Ba点的场强与c点的场强完全相同Ca点的电势高于c点的电势D若将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做

9、负功解析：根据题述带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，M点处放置的是负电荷，选项 A 正确a点的场强与c点的场强大小相等，方向不相同，选项 B错误根据沿电场线方向电势降低，a点的电势低于c点的电势，选项 C 错误若将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功，选项 D 正确答案：AD三、非选择题9.如图所示，在匀强电场中，一电荷量为q5.01010 C 的正电荷，由a点移到b点和由a点移动到c点，电场力做的功都是 3.0108 J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，ab20 cm，37.求：(1)a、b两点间的电势差；(2)匀强电场的场强大小；(3

10、)电场强度的方向解析：(1)把正电荷q从a移到b和从a移到c电场力做的功相等，由WqU可得UabUac，b、c两点在同一等势面上Uab V60 VWab q3.0 108 5.0 1010(2)由UEd得E V/m375 V/mU dUab |ab|cos 3760 0.2 0.8(3)由匀强电场的电场线和等势面垂直可知，场强方向与ac平行且由a指向c.答案：(1)60 V (2)375 V/m (3)由a指向cB 组 能力提升一、选择题1.如图所示，a、b、c、d、e五点在一条直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离，在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为Q，已知在Q的电场中b、c两点

11、间的电势差为U，将另一个点电荷q从d点移动到e点的过程中，下列说法正确的是( )A静电力做功qU B克服静电力做功qUC静电力做功大于qU D静电力做功小于qU解析：点电荷周围的电场线是直线，由电场线的分布特点可知，离点电荷越远，场强越弱，即d、e处的场强小于b、c处的场强，结合电场强度与电势差的关系，可以定性判断出UdeUbc，所以WdeqU.又因为静电力方向和点电荷移动方向相同，故静电力做正功故正确5答案为 D.答案：D2有一静电场，其电势随坐标x的变化而改变，变化的图线如图所示设电场强度沿x轴正方向时取正值，沿x轴负方向时取负值，则下列各图中所画的电场强度E随x变化的图线正确的是( )解

12、析：02 mm 内匀强电场方向沿x轴负方向，大小E1 V/m40 2 1032104 V/m,210 mm 内匀强电场方向沿x轴正方向，大小E2 V/m1104 4040 8 103V/m,1012 mm 内匀强电场方向沿x轴负方向，E3 V/m240 2 103104 V/m.答案：A二、非选择题3如图中画出了一个电场中的一簇互相平行且等间距的等势面，并标出了各等势面的电势值电场中A、B两点所处位置如图所示，它们之间的距离为 5 cm，两点连线与等势面夹角为 37，一个电荷量为 3103 C 的粒子正好静止在此电场中，则此粒子重为多少？解析：根据题意可知，A、B两点沿场强方向(垂直于等势面方

13、向)的距离为dABsin 3751020.6 m 3102 mA、B两点电势差UABAB(4020) V20 V6所以电场强度E V/m 103 V/mUAB d20 3 1022 3设粒子重为G，由平衡条件得GqE3103 103 N2 N.2 3答案：2 N4.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面现将电荷量为 1108 C 的正点电荷从A点移到B点，电场力做的功为 3106 J，将另一电荷量为 1108 C 的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做的功为 3106 J.(1)分别求UAB、UAC、UBC的值；(2)画出电场线方向；(3)若AB边长

14、为 2 cm，求电场强度3解析：(1)正点电荷从A点移到B点时，电场力做正功故A点电势高于B点电势，可求得UAB V300 V负点电荷从A点移到C点，电场力做负功，A点电势高于W q3 106 1 108C点电势，可求得UAC300 V.W q因此B、C两点电势相等，故UBC0.(2)由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线，因此，BC为一条等势线，故电场线垂直于BC，设D为BC的中点，则场强方向为由A指向D，如图所示(3)AB在场强方向的距离d等于线段AD的长度，故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得E V/m104 V/m.UAB d3002 3 102 cos 30答案：(1)UAB300 V UAC300 V UBC0(2)见解析 (3)104 V/m