高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场6 电势差与电场强度的关系课时训练

第一章  静电场

6电势差与电场强度的关系

A级　抓基础

1．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2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是(　　)

A．竖直向下，E＝100 V/m

B．水平向左，E＝100 V/m

C．水平向左，E＝200 V/m

D．水平向右，E＝200 V/m

解析：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＝＝100 V/m.

答案：B

2．如图所示，匀强电场电场强度E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA的值为(　　)

A．－10 J　　　　 B．10 V

C．－5 V      D．－5 V

解析：A、B两点沿电场线方向的距离为：

d＝l·cos 60°＝0.1× m＝0.05 m.

B点的电势低于A点电势，则

UBA＝－Ed＝－100×0.05 V＝－5 V.

答案：C

3．(多选)如图所示的同心圆是电场中的一组等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有(　　)

A．电子沿AC运动时受到的电场力越来越小

B．电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大

C．电势φA>φB>φC

D．电势差UAB＝UBC

解析：由A到C，电子的速度越来越小，可知其动能越来越小，电势能越来越大，电场力对其做负功，则电子应顺着电场线运动，即电场线方向由A到C，由此可知这是－Q形成的电场，因此越靠近－Q，电场线越密，电场强度也就越大，电子所受电场力也就越大，所以A不对，B对．又因为沿电场线方向电势逐渐降低，所以C对．又因为此电场不是匀强电场，沿电场线方向电势不是均匀降落，故UAB≠UBC，所以D错，故B、C正确．

答案：BC

4．电场中某区域的电场线如图所示，A、B是电场中的两点．一个电荷量q＝＋4.0×10－8 C的点电荷在A点所受电场力FA＝2.0×10－4 N，将该点电荷从A点移到B点，电场力做功W＝8.0×10－7 J．求：

(1)A点电场强度的大小EA及其方向；

(2)A、B两点间的电势差U.

解析：移动负电荷从A到B静电力做正功，负电荷受到的静电力的方向沿电场的反方向，所以电场方向斜向上．由公式W＝qElcos 60°，得E ＝＝ V/m＝200 V/m.

(2)A、B间的电势差为U＝Elcos 60°＝200×2×10－2×0.5 V＝2 V，因A点电势低，故UAB＝－2 V.

B级　提能力

5．如图所示，匀强电场的电场强度为1×103 N/C，ab＝dc＝4 cm，bc＝ad＝3 cm，则下述计算结果正确的是(　　)

A．ab之间的电势差为4 000 V

B．ac之间的电势差为50 V

C．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做功为零

D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场做功都是－0.25 J

答案：C

6．(多选)如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示．已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则(　　)

A．点电荷Q一定在MP的连线上

B．连接PF的线段一定在同一等势面上

C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功

D．φP大于φM

答案：AD

7.如图中虚线所示为静电场的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV时，它的动能应为(　　)

A．8 eV  B．13 eV

C．20 eV  D．34 eV

答案：C

8.某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则(　　)

A．EP<EQ，φP>φQ

B．EP>EQ，φP<φQ

C．EP>EQ，φP>φQ

D．EP<EQ，φP<φQ

解析：由图Q点电场线密，电场强度大，EQ>EP，PQ在同一条电场线上，沿电场线的方向电势降低，φP>φQ.

答案：A

9．如图所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1.0×10－6 C的负电荷从A点沿水平线移到B点，静电力做了2.0×10－6 J的功，A、B两点间的距离为2 cm，求：

(1)A、B两点间的电势差；

(2)匀强电场的电场强度大小及方向．

解析：根据电势差的定义式，

UAB＝＝ V＝－2 V.

设A、B两点所在等势面间的距离为d，

则d＝ABcos 60°＝2×0.5 cm＝1 cm.

所以E＝＝ V/m＝200 V/m.

因为UAB＝φA－φB＝－2 V<0，所以φA<φB，而电场线方向是由高电势指向低电势，因而电场方向沿直线由下而上．