【文档说明】高中必修第三册物理第十章《电势差与电场强度的关系》课时跟踪训练-统编人教版.doc,共(4)页,155.000 KB,由小喜鸽上传
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第1页共4页课时跟踪训练(八)电势差与电场强度的关系A级—学考达标1.下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法,正确的是()A.在相同距离上,电势差大的其电场强度也必定大B.任意两点的电势差,等于电场强度与这两点间距离的乘积C.沿着电场线方向,相同距离上的电势降落必定相等D.电势降低的方
向,必定是电场强度的方向解析:选C由匀强电场的特点知A、B错误,C正确;电势降低最快的方向才是电场强度的方向,D错误。2.在下列静电学公式中,F、q、E、U和d分别表示静电力、电荷量、电场强度、电势差及距离,①F=kq1q2r2,②E=kQr2,③E
=Fq,④U=Ed,有关四个公式的下列说法中正确的是()A.它们都只对点电荷或点电荷的电场成立B.①②③只对点电荷或点电荷的电场成立,④对任何电场都成立C.①②只对点电荷成立,③对任何电场都成立,④只对匀强电场成立D.①②只对点电荷成立,③④对任何电场都成立解析:选CE=Fq是电场强度定义
式,适用于任何电场;F=kq1q2r2适用于真空中的点电荷;E=kQr2是点电荷电场强度决定式,只适用于点电荷;U=Ed适用于匀强电场,故选项C正确,A、B、D错误。3.正常情况下空气是不导电的,但是如果空气中的电场很强,空气也可以
被击穿,空气被击穿时会看到电火花或闪电。若观察到某次闪电的火花长约100m,且已知空气的击穿电场强度为3×106V/m,那么发生此次闪电的电势差约为()A.3×108VB.3×106VC.3×104VD.3×10-5V解析:选A将空气中的电场视为匀强电场,由U=Ed,可
得U=3×108V,A正确。4.如图所示是一个匀强电场的等势面,每两个相邻等势面相距2cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是()A.竖直向下,E=100V/mB.水平向左,E=100V/mC.水平向左,E=200V/mD.水平向右,E
=200V/m第2页共4页解析:选B根据电场强度的方向应与等势面垂直,且由较高的等势面指向较低的等势面,可知该电场强度的方向水平向左。由电场强度与电势差的关系得:E=Ud=100V/m,B正确。5.如图所示,在xOy平
面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小E=100V/m,则O、P两点的电势差可表示为()A.UOP=-10sinθ(V)B.UOP=10sinθ(V)C.UOP=-10cosθ(V)D.U
OP=10cosθ(V)解析:选A本题主要考查匀强电场中电场强度与电势的关系,意在考查U=Ed中d的物理意义。由题图知UOP=-E·PO·sinθ=-10sinθ(V),A正确。6.如图所示,在某电场中画出
了四条电场线,C、D两点是AB连线的三等分点。已知A点的电势为φA=30V,B点的电势为φB=0,则()A.C点的电势=20VB.C点的电势<20VC.C点的电势>20VD.A、B、C都不正确解析:选B由题图看出,AC段电场线比CD段、DB段电场线密,则AC段
电场强度最大,根据公式U=Ed可以知道,A、C间电势差UAC大于C、D间电势差UCD和D、B间电势差UDB。所以UAC>13UAB=13(φA-φB)=10V,即(φA-φC)>10V,又φA=30V,可以知道φC<20V。所以B选项是正确的。7.如图所示的匀强电场的电场强
度为1.0×103N/C,ab平行于电场线,ab=cd=4cm,ac=bd=3cm。则下述计算结果正确的是()A.a、b之间的电势差为40VB.a、c之间的电势差为50VC.将q=-5×10-3C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周,电场力做的功是-0
.25JD.将q=-5×10-3C的点电荷沿abd从a移到d,电场力做的功是0.25J解析:选A由UAB=Ed得Uab=1.0×103×0.04V=40V,A项正确。因为a、c在同一等势面上,所以Uac=0,B
项错误。将电荷沿abdca移动一周,位移为0,故电场力做的功为0,C项错误。Wad=Wab=qUab=(-5×10-3)×40J=-0.2J,D项错误。8.a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形
的四个顶点,电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V,b点的电势为24V,d点的电势为4V,如图所第3页共4页示,由此可知c点的电势为()A.4VB.8VC.12VD.24V解析:选Bad和bc在电场强度
方向上的投影长度相同,由U=Ed可知,Uad=Ubc=16V,Ubc=φb-φc,所以φc=φb-Ubc=24V-16V=8V,B正确。9.如图,将电荷量为q=3.0×10-9C的点电荷从匀强电场中的B点移动到A点,电场力做的功为-6×10-7J,AB=2cm
,求:(1)A、B两点的电势差UAB;(2)匀强电场的电场强度E。解析:(1)把点电荷从B点移动到A点电场力做负功,则把点电荷从A点移动到B点做正功,所以A、B两点的电势差为:UAB=-Wq=6×10-73×10-9V=200V。(2)匀
强电场的电场强度为E=Ud=2000.02V/m=1.0×104V/m。答案:(1)200V(2)1.0×104V/mB级—选考提能10.如图所示,充电的平行板电容器两板间形成匀强电场,以A点为坐标原点,AB方向为位移x的正方向,能正确反映电势φ随位移x变化的图像是()解析:
选C沿电场线的方向电势逐渐降低,A、B错误;设AB与水平电场线的夹角为θ,A点的电势为φA,则φ=φA-Excosθ,故C正确,D错误。11.[多选]空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示,x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是
EBx、ECx,下列说法中正确的有()A.EBx的大小大于ECx的大小B.EBx的方向沿x轴正方向C.电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大第4页共4页D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功解析:选AD在φ-x图中,图像上某点的切线的斜率ΔφΔx为电势在
该位置沿x轴方向的变化率,即x轴方向上的电场强度,由题图可知EBx>ECx,EOx=0,故A正确,C错误;根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知EBx沿x轴负方向,B项错误;负电荷从B到O,所受电场力沿x轴正方向,负电荷从O到C,所受电场力沿x轴负方向,故可判断负电荷从B移到C的过程中
,电场力先做正功后做负功,D项正确。12.如图所示的匀强电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为d,各等势面电势已在图中标出。现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场,要使小球做直线运动,求:(1)小球应带何种电荷及其电荷量。(2)小球受到的合外力的大小
。(3)在入射方向上小球运动的最大位移xm。(电场足够大)解析:(1)作电场线如图甲所示。由题意知,小球只有受到向左的电场力,电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上,如图乙所示。只有当F合与v0在一条直线上才可能使小球做直线运动,所以小球带正电,小球沿v0方向做匀减速运动。由图
乙知qE=mg,相邻等势面间的电势差为U,所以E=Ud,所以q=mgE=mgdU。(2)由图乙知,F合=qE2+mg2=2mg。(3)由动能定理得-F合xm=0-12mv02所以xm=mv0222mg=2v024g。答案:(1)正电荷mgdU(2)2mg(3)2v024g