2020学年高中物理 第一章 电场 第五节 电场强度与电势差的关系练习 粤教版选修3-1

2020学年高中物理 第一章 电场 第五节 电场强度与电势差的关系练习 粤教版选修3-1

第一章 电场 ‎ 第五节电场强度与电势差的关系 A级　抓基础 ‎1．对公式E＝的理解，下列说法正确的是(　　)‎ A．此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差 B．a点和b点距离越大，则这两点的电势差越大 C．公式中的d是指a点和b点之间的距离 D．公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离 解析：此公式只适用于匀强电场，故A错；a点和b点距离必须是电场中两点沿电场线方向的距离，才会出现距离越大电势差越大的情况，则B错；式中的d是电场中两点沿电场线方向的距离，故C错，D对．‎ 答案：D ‎2．如图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B点相距‎10 cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA之值为(　　)‎ A．－10 V　 　B．10 V　 　C．－5 V　 　D．－5 V 解析：由公式U＝Ed，易得UBA＝－E×sBA×cos 60°＝‎ ‎－5 V.‎ 答案：C ‎3．如图中，a、b、c、d、e五点在同一直线上，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．电场力做功qU B．克服电场力做功qU C．电场力做功大于qU D．电场力做功小于qU 解析：电场力做功W＝Uq，对于点电荷产生的电场，d、e两点的电势差小于b、c两点的电势差，故从d点到e点，电场力做功小于qU.‎ 答案：D ‎4．如图中的实线为电场线，虚线为等势线，a、b两点的电势φa＝－50 V，‎ φb＝－20 V，则a、b连线中点c的电势φc应为(　　)‎ A．φc＝－35 V B．φc>－35 V C．φc<－35 V D．条件不足，无法判断φc的高低 解析：若是匀强电场，由公式U＝Ed易得φc＝－35 V，而由电场线的疏密情况可知，ac段的场强大于cb段的场强，则Ubcφa＋φb，即有φc>－35 V．故选B.‎ 答案：B ‎5．(多选)如图所示，匀强电场中某电场线上的两点A、B相距‎0.2 m，正电荷q＝‎106 C，从A移到B，电场力做功为2×106 J，则(　　)‎ A．该电场的场强为10 V/m B．该电场的场强方向由A指向B C．A、B间的电势差为10 V D．B点的电势比A点的高 解析：电荷q由A移到B，W电＝qEd，代入数据解得E＝10 V/m，A正确．A到B电场力对正电荷做正功，电场力方向由A指向B，所以场强方向由A指向B，B正确．U＝Ed＝10×0.2 V＝2 V，C错误．沿电场线方向电势降低，A点电势高于B点电势，D错误．‎ 答案：AB B级　提能力 ‎6．(多选)如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是(　　)‎ A．a点的电势高于b点的电势 B．该点电荷带负电 C．a点和b点电场强度的方向相同 D．a点的电场强度大于b点的电场强度 答案：BD ‎7．(多选)如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点，下列说法正确的是(　　)‎ A．M点电势一定高于N点电势 B．M点场强一定大于N点场强 C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功 答案：AC ‎8．(多选)如图所示，该线是电场中任意取的一条电场线，‎ 电场线上的a、b两点相距为d，则(　　)‎ A．a点的场强一定大于b点的场强 B．a点的电势一定高于b点的电势 C．a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)‎ D．a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功 解析：电场的强弱由电场线的疏密反映出来，只有一条电场线是无法判断场强的强弱的，故A错；而沿着电场线方向，电势降低，故B对；公式U＝Ed只适用于匀强电场，故C错；电场力做功与路径无关，由W＝Uq可知D对．‎ 答案：BD ‎9．(多选)A、B两点在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线上中点O的距离相等，如图所示，则(　　)‎ A．同一电荷在A，B两点的电势能相等 B．把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电场强度先增大后减少 C．把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电势能先减少后增大 D．A、B连线上的任意两点的电势差不为零 解析：由题图可知，A、B两点处于同一等势面上，故A对，D错；由正、负点电荷的场强叠加可知，O点是A、B所在等势面场强最大的点，故从A到O场强增大，从O到B场强减少，则B对，C错．‎ 答案：AB ‎10．在相距为d的A、B两板之间有a、b、c三点，a点距A板，b、c两点距B板也是，A板接地，A、B间电压为U，如图所示，则b点的电势为________，‎ ‎＋q从a点运动到c点的过程中，电场力做功为________，－q在a点具有的电势能为________．‎ 解析：由于A板接地，电场线由B指向A则φA＝0，φB>0；根据E＝及其变形公式U＝Ed可得：UaA＝，UbA＝，Uba＝Uca＝，故φb＝；＋q从a点运动到c点，逆着电场线运动，电场力做负功，由W＝Uq，可得Wac＝Uacq＝－；由Ep＝qφ，得Epa＝－.‎ 答案：　－　－ ‎11．如图所示，匀强电场的场强E＝1.2×102 V/m，方向水平向右．一点电荷q＝4×10－‎8 C沿半径为R＝‎20 cm的圆周，从A点移动到B点(已知∠AOB＝90°)．求：‎ ‎(1)这一过程电场力做的功；‎ ‎(2)A、B间的电势差UAB.‎ 解析：(1)点电荷从A点沿圆弧AB到达B点电场力所做的功等效于沿A→O→B电场力所做的功；在A→O过程中，因电场力方向与运动方向垂直，所以电场力不做功，WAO＝0.‎ 在O→B过程中，电场力做功为：‎ W电＝F电·scos α＝qERcos 180°＝‎ ‎4×10－8×1.2×102×0.2×(－1) J＝－9.6×10－7 J，负号表示电场力做负功．‎ ‎(2)UAB＝＝ V＝－24 V.‎ 答案：(1)－9.6×10－7 J　(2)－24 V ‎12．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一静止在A点质量为m＝‎0.2 kg、带负电的小球，现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点，电场力做功为W＝0.6 J，已知A、B两点间距离为d＝‎0.4 m，电场强度的大小为E＝2×103 V/m.‎ ‎(1)判断匀强电场的场强方向；‎ ‎(2)求A、B两点间的电势差；‎ ‎(3)求小球的电量．‎ 解析：(1)因为小球带负电，从A点运动到B点，电场力做正功，由此可知，匀强电场的场强方向为由B指向A.‎ ‎(2)根据电势差与电场强度的关系得：‎ UBA＝Ed＝2×103×0.4 V＝8×102 V，UAB＝－UBA＝－8×102 V.‎ ‎(3)根据电场力做功跟电势差关系式：WAB＝UAB·q.‎ 由以上公式并代入数据得：q＝＝－7.5×10－‎4 C.‎ 答案：(1)匀强电场的场强方向是由B指向A ‎(2)A、B两点间的电势差是－8×102 V ‎(3)小球的电量是－7.5×10－4 C ‎