2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1训练：课时训练5　电场强度与电势差的关系 .docx

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1、课时训练5电场强度与电势差的关系基础夯实1.如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离.用a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度.下列哪个选项正确()A.abcB.EaEbEcC.a-b=b-cD.Ea=Eb=Ec答案:A解析:沿电场线方向电势逐渐降低,所以abc,A项正确;只有一条电场线,无法确定周围电场线的分布情况,所以B、C、D项均错.2.在水平放置的平行金属板之间有一个带电液滴,恰巧静止,液滴所带电荷量为3.210-19 C,重力为1.610-14 N,若板间距为10 mm,则两板间的电压为()A.50

2、0 VB.1 000 VC.1 500 VD.2 000 V答案:A解析:由Eq=G,U=Ed得U=Gdq=1.610-14 N10-2m3.210-19C=500 V,选A.3.如图所示,两个等量异种电荷在真空中相隔一定的距离,竖直线代表两个点电荷连线的中垂线,在两个点电荷所在的平面内取如图所示的1、2、3三个点,则这三个点间电势的关系是()A.123B.231C.213D.321答案:A解析:作出等量异种电荷形成电场中的电场线,然后根据等势线与电场线之间的关系作出等势线,依据等势线的分布可确定这三点的电势高低关系.4.下列关于匀强电场中电场强度和电势差的关系,正确的说法是()A.任意两点之

3、间的电势差,等于电场强度和这两点间距离的乘积B.在任何方向上,若两点间距离相等,则它们之间电势差就相等C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相等D.电势降落的方向必定是电场强度的方向答案:C解析:公式U=Ed中的d表示匀强电场中沿电场强度方向两点间的距离,而不是电场中任意两点间的距离,因此选项A、B错误,选项C正确.在电场中,沿电场强度方向只是电势降落梯度最大的方向,沿其他方向电势也可能降低,故D选项错误.5.关于静电场,下列说法正确的是()A.电势等于零的物体一定不带电B.电场强度为零的点,电势一定为零C.同一电场线上的各点,电势一定相等D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加

4、答案:D解析:零电势的选取是任意的,一般选取大地或无穷远处的电势为零,如一个接地的带电体其电势就为零,选项A错误;处于静电平衡状态的导体,内部电场强度为零,但整个导体为等势体,电势也不一定为零,选项B错误;沿电场线方向电势降低,选项C错误;负电荷沿电场线方向移动时,电场力做负功,电势能增加,选项D正确.6.如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线,a、b两点的电势分别为a=-50 V,b=-20 V,则a、b连线的中点c的电势c应为()A.c=-35 VB.c-35 VC.cEb,abB.EaEb,aEb,abD.Eab答案:C8.(多选)如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC,电

5、场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC,电势分别为A、B、C,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有()A.ABCB.ECEBEAC.UABUBCD.UAB=UBC答案:AB解析:因电场线方向由A点指向C点,根据沿电场线方向电势逐渐降低的规律可知ABC,A项对.因电场线的疏密反映电场强度的强弱,由题图可知由A点到C点电场线变密,则有EAEBEC,B项对.又因AB=BC,所以UABUBC,C项错,D项错.能力提升9.(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是()

6、A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV答案:ABD解析:如图所示,设ac之间的d点电势与b点相同,则addc=10-1717-26=79,可得d点的坐标为(3.5 cm,6 cm),过c点作等势线bd的垂线交bd于f点,由几何关系可得cf的长度为3.6 cm,所以电场强度的大小E=Ud=(26-17)V3.6cm=2.5 V/cm,故A正确.匀强电场中,相同方向上变化相同的距离电势差相等,故Ua O=Uc b,即a-O=c-b,得坐标原点O处的电势为1 V,B正确;负电荷在电势低处

7、电势能高,则电子在a点的电势能比在b点的电势能高7 eV,C错;电子从b点运动到c点,电场力做功为W=-eUbc=-e(-9 V)=9 eV,D正确.10.如图所示,A、B、C三点是匀强电场中的三点.它们的电势分别为A=-5 V,B=9 V,C=2 V.(1)试在图中画出过A、B、C点的三条等势线,并指明该匀强电场的方向.(2)现将电荷q=310-8 C由B移到C,问电场力做多少功?答案:(1)2.110-7 J(2)见解析图解析:(1)因A=-5 V,B=9 V,C=2 V,则ACB,由以上电势值知UBA=14 V,由此可知AB中点D电势D=2 V.因为D=C=2 V,所以C、D位于同一等势

8、面上,过C、D作直线,此为过C的一条等势线,然后分别过A、B作CD的平行线,此为过A、B的等势线,如图所示.由于沿电场线方向电势下降,同时电场线和等势面处处垂直,所以该电场的电场线和CD垂直,方向如图中实线所示.UBC=B-C=7 V所以WBC=qUBC=310-87 J=2.110-7 J.11.如图所示,平行的带电金属板A、B间是匀强电场,两板间距离是5 cm,两板间的电压是60 V.试问:(1)两板间的电场强度是多大?(2)电场中有P1和P2两点,P1点离A板0.5 cm,P2点离B板也是0.5 cm,P1和P2两点间的电势差为多大?(3)若B板接地,P1和P2两点的电势各是多少伏?答案

9、:(1)1 200 V/m(2)48 V(3)54 V6 V解析:(1)根据公式E=Ud代入数据E=60V510-2m=1 200 V/m.(2)P1P2沿电场方向的距离为d12=5 cm-(0.5+0.5) cm=4 cm根据公式U12=Ed12=1 200410-2 V=48 V.(3)由公式1-B=Ed1B=1 200(4.510-2) V=54 V 得1=54 V. 同理2-B=Ed2B=1 2000.510-2 V=6 V得2=6 V.12.如图所示,一个质量为m、带有电荷量-q的小物体,可以在水平轨道Ox上运动, O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,电场强度大小为E,方向沿Ox轴正方向,小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,且fqE.设小物体与墙碰撞时不损失机械能,且电荷量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程.答案:2qEx0+mv022f解析:对小物体,从最初到最后静止在墙脚,由动能定理可知qEx0-fs=0-12mv02可得s=2qEx0+mv022f