人教版2020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 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/13 0:10:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

6 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φA=1 V,φB=4 V,φC=0,则D点电势φD的大小为( ) A.-3 V B.0 C.2 V

D.1 V

解析:在匀强电场中,由于AD与BC平行且相等,故UAD=UBC,即φA-φD=φB-φC,代入数据解得φD=-3 V. 答案:A

2.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( )

A.A点电场强度一定大于B点电场强度 B.A点电势一定高于B点电势 C.B点电势一定高于A点电势 D.A、B两点间的电势差一定等于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:B

3.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/m 203B.匀强电场的电场强度大小为 V/m

3C.电荷量为1.6×10

-19

C的正点电荷从E点移到F点,电荷克服电场力做功为1.6×10 C的负点电荷从F点移到D点,电荷的电势能减少

-19

J

D.电荷量为1.6×104.8×10

-19

-19

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为一条等势线,又CD∥EB∥AF,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

1

2.0 V,F、D两点的电势分别为1.0 V、3.0 V.DF连线距离为103 cm,根据匀强电场中

U2203

电势差与电场强度的关系得E== V/m= V/m,A错误,B正确.UEF=1 V,-2

d103×103WEF=qUEF=1.6×10-19×1 J=1.6×10-19 J,C错误.UFD=-2 V,WFD=-qUFD=-1.6×10-

19

×(-2) J=3.2×10

-19

J,负点电荷从F点移到D点,电荷的电势能减少3.2×10

-19

J,D

错误. 答案:B

4.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OM=MN.P点在y轴右侧,MP⊥ON.则下列说

法正确的是( )

A.M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 C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D.M、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U=Ed进行定性分析可知,C、D错误. 答案:A

5.如图所示,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ac=5 cm,bc=3 cm.现将电荷量为2×10 C的负电荷由

-8

a移到b和由a移到c均要克服电场力做8×10-8 J的功,则该匀强电场的电场强度为( )

A.100 V/m,由a指向b C.160 V/m,由a指向c

B.100 V/m,由b指向a D.160 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

Wab-8×10-82

相等,bc线为等势线,ab线为一条电场线.Uab==-8 V=4 V,φa>φb,由(ab)

q-2×10

=(ac)-(bc)得ab=4 cm.电场强度E=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点运动至D点,电势能就会增加ΔE,若从D点运动至C点,电势能就会减少

2

2

Uab4= V/m=100 V/m,方向由a指向b,故ab4×10-2

2

ΔE,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ΔE,从D点运动至C点,电势能就会减少ΔE,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:AC

7.(2018·河南商丘高二检测)如图所示,匀强电场场强为1×10 N/C,

3

ab=dc=4 cm,bc=ad=3 cm,则下述计算结果正确的是( )

A.a、b之间的电势差为40 V B.a、c之间的电势差为50 V

C.将q=-5×10 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周,静电力做功为零 D.将q=-5×10 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c静电力做功都是 -0.25 J

解析:Uab=E·ab=1×10×0.04 V=40 V,A对;Uac=Uab=40 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;Wac=qUac=(-5×10)× 40 J=-0.2 J,D错. 答案:AC

8.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、

-3

3

-3-3

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( )

A.M点处放置的是负电荷

B.a点的场强与c点的场强完全相同 C.a点的电势高于c点的电势

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