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    高二物理培优人教版选修3-1 第1章静电场第6节《电势差与电场强度的关系》课时活页训练

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    人教版 (新课标)选修36 电势差与电场强度的关系课时训练

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    这是一份人教版 (新课标)选修36 电势差与电场强度的关系课时训练,共6页。
    第一章  6  1.如图1613所示,在E500 V/m的匀强电场中,ab两点相距d2 cm,它们的连线跟场强方向的夹角是60°,则Uab等于(  )1613 A5 V     B10 VC.-5 V     D.-10 V解析:C.在电场线方向上ab两点间的距离(ab两点所在等势面间的距离)dab·cos 60°1 cm|Uab|Ed500×102V5 V.由题图可知φab,故Uab<0Uab=-5 V. 2.如图1614所示为某一电场的电场线和等势面.已知φa5 Vφc3 V,且abbc,则(  )1614 Aφb4 VBφb>4 VCφb<4 VD.上述情况都有可能解析:C.根据场强在数值上等于沿场强方向单位距离上降落的电势,因为ab段上各点的场强大于在bc段上各点的场强,虽然abbc,但ab段上降落的电势多. 3.如图1615所示,匀强电场场强为1×103 N/Cabdc4 cmbcad3 cm,则下述计算结果正确的是(  )1615 Aab之间的电势差为4000 VBac之间的电势差为50 VC.将q=-5×103 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=-5×103 C的点电荷沿abcadca移动到c静电力做功都是-0.25 J解析:C.Uab1×103×0.04 V40 VA错;UacUab40 VB错;将电荷移动一周,电势差为零,静电力做功为零,故C对;WacqUac=-5×103×40 J=-0.2 JD. 4.图1616所示的Ux图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上的距离关系.若三对金属板的负极板接地,图中x均表示到正极板的距离,则下述结论中正确的是(  )1616 A.三对金属板正极电势的关系φ123B.三对金属板间场强大小有E1>E2>E3C.若沿电场方向每隔相等的电势差值作一等势面,则三个电场等势面分布的关系是1最密,3最疏D.若沿电场方向每隔相等距离作一等势面,则三个电场中相邻等势面差值最大的是1,最小的是3解析:BCD.通过Ux图象可得三板的正极板电势相等,而图象中的倾斜度表示场强的大小,根据以上两点可得BCD正确.5.1617ABC三点都在匀强电场中,已知ACBCABC60°BC20 cm,把一个电荷量q105 C的正电荷从A移到B,电场力的做功为零;从B移到C,电场力做功为-1.73×103 J,则该匀强电场的场强大小和方向是(  )1617 A865 V/m,垂直AC向左B865 V/m,垂直AC向右C1000 V/m,垂直AB斜向上D1000 V/m,垂直AB斜向下解析:D.把电荷qA移到B,电场力不做功,说明AB两点在同一等势面上,因该电场为匀强电场,等势面应为平面,故图中直线AB即为等势线,场强方向应垂直于等势面,可见,选项AB不正确.UBC V=-173 VB点电势比C点低173 V,因电场线指向电势降低的方向,所以场强的方向必垂直于AB斜向下,场强大小E V/m1000 V/m,因此选项D正确,C错误. 6.如图1618所示,匀强电场方向平行于xOy平面,在xOy平面内有一个半径为R5 cm的圆,圆上有一动点P,半径OPx轴方向的夹角为θP点沿圆周移动时,OP两点的电势差满足UOP25 sinθ(V),则该匀强电场的大小和方向分别为(  )1618 A5 V/m,沿x轴正方向B25 V/m沿y轴负方向C500 V/m,沿y轴正方向D250 V/m,沿x轴负方向解析:C. 匀强电场中沿电场线方向电势降落最快,根据UOP25sinθ,当θ90°时,OP间电压最大,以此分析电场线沿y轴正向;根据场强EE500 V/mC正确. 7(2009年高考全国卷)如图1619所示,一电场的电场线分布关于y(沿竖直方向)对称,OMNy轴上的三个点,且OMMN.P点在y轴右侧,MPON.(  )1619 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CMN两点间的电势差大于OM两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动解析:AD.作出过点M的等势线,因电场线与等势线是正交的,且沿电场线方向电势是降低的,故A正确.将负电荷从O点移到P点时,因所处位置电势降低,其电势能增大,故应是克服电场力做功,B错误.U/d及电场线疏密程度知OM两点间电势差应大于MN两点间电势差,C错误.沿y轴上各点场强方向相同,故从O点由静止释放的带正电粒子运动中始终受到沿y轴正方向的外力,D正确.8. (2010年潍坊统考)如图1620所示,空间有平行于纸面的匀强电场.一电荷量为-q的质点(重力不计).在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N,如图所示.已知力FMN间夹角为θMN间距离为d,则(  )1620 AMN两点的电势差为B.匀强电场的电场强度大小为C.带电质点由M运动到N的过程中,电势能减少了FdcosθD.若要使带电质点由NM做匀速直线运动,则F必须反向解析:A.由于重力不计,质点匀速运动,所受拉力F与电场力大小相等、方向相反.MN过程中,电场力做功W=-FdcosθMN两点的电势差UMNA项正确;匀强电场场强EB项不正确;此过程中,电场力做负功,电势能增加,C项不正确.若要使带电质点由NM做匀速直线运动,则所受合力一定为零 ,因此F必须沿原方向,D项不正确. 9ABC为匀强电场中的三点,如图1621φA6 VφB2 VφC2 V,试画出匀强电场过A点的一条电场线.(作图过程要体现依据痕迹)1621 解析:由于φBφC2 V,所以BC连线即为等势面,根据电场线与等势面垂直,过A点向BC作垂线,然后再依据电场线指向电势低的方向,便可最终确定过A点的电场线的位置及方向.如图所示.答案:见解析10.如图1622中平行金属板AB之间有匀强电场,AB间电压为600 VA板带正电并接地,AB两板间距为12 cmC点离A4 cm.求:1622(1)C点的电势;(2)若将一电子从场外移到C点,电场力做多少功?做正功还是做负功?解析:(1)板间场强为EV/m5×103 V/m,已知A板与C点间的距离为d0.04 m,则UACEd5×103×0.04 V200 V.因为A板接地,φA0,且沿电场方向电势降低,所以可得φC=-200 V.(2)场外可理解为离电场无穷远,此处电势也为零.WqU可得将电子从场外移到C点,电场力做的功为We(0φC)=-1.6×1019×200 J=-200 eV.负号说明电场力做的是负功.答案(1)200 V (2)200 eV 负功11.为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速由A点运动到B点,必须对该电荷施加一个恒力F.如图1623所示,若AB0.4 mθ37°q=-3.0×107 CF1.5×104 NA点电势φA100 V(不计电荷所受到的重力)1623 (1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过AB两点的等势线,并标明它们的电势;(2)q在由AB的过程中电势能的改变量是多少?解析:电荷由A点匀速运动到B点,说明电荷受到的电场力与恒力F大小相等、方向相反,故电场线与力F方向相同.等势线垂直于该点的电场线.如右图所示.电荷由A点运动到B点的过程中,电场力所做的功为W=-Eq·AB·cosθ=-1.5×104×0.8×0.4 J=-4.8×105 J.根据功能关系可知,电势能将增加4.8×105 J.根据Wq(φAφB)得,B点电势为φB=-60 V.答案:(1)图见解析 (2)电势能增加4.8×105 J12(2010年北师大附中模拟)如图1624所示的电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为d,各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.问:1624 (1)小球应带何种电荷?电荷量是多少?(2)在入射方向上小球最大位移是多少?(电场足够大)解析:(1)作电场线如图甲所示,由题意,只有小球受到向左的电场力,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Fv0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.由乙图知qEmg.相邻等势面间的电势差用U表示,所以EU/d,所以qmg/Emgd/U.(2)由乙图知Fmg由动能定理得-Fsmax0mvsmax.答案:(1)带正电 mgd/U (2)

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