2020-2021学年高中物理-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.doc

2020-2021学年高中物理 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

2020-2021学年高中物理 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

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- 6 -

电势差与电场强度的关系
一、单项选择题
1.

如图所示，三个同心圆是点电荷q周围的三个等势面，A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点，且AB＝BC.A、C两点的电势分别为φA＝10 V和φC＝2 V，则B点的电势(　　)
A．等于6 V　　　　B．低于6 V
C．高于6 V D．无法确定
解析：因点电荷所形成的电场离点电荷越远电场强度越小，故有φA－φB>φB－φC，即φB<＝6 V，B正确．
答案：B
2.

如图所示，沿x轴正向的匀强电场中，有一动点以O为圆心，半径为r做逆时针转动一周，A点为连线OA与x轴正向成θ角时圆周上的一点，电场强度为E，则此圆周上各点与A点间最大的电势差为(　　)
A．U＝Er
B．U＝Er(sinθ＋1)
C．U＝Er(cosθ＋1)
D．U＝2Er
解析：由U＝Ed知，与A点间电势差最大的点应是沿场强方向与A点相距最远的点，dmax＝r＋rcosθ，所以Umax＝Er(cosθ＋1)，选项C对．
答案：C
3．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．将负电荷由O点移动到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
4.

如图所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5 cm，电势差为25 V，在电场中P点固定放置电荷量为5×10－9 C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在P点的(　　)
A．上方30 cm
B．下方30 cm
C．上方25 cm
D．下方25 cm
解析：匀强电场的场强E＝＝ V/m＝500 V/m，设距P点L处的合场强为零，则k＝9×109× V/m＝500 V/m，故L＝0.3 m，负点电荷在L处的电场竖直向上，该点在电场中P点的下方，B正确．
答案：B
二、多项选择题
5．关于静电场，下列说法正确的是(　　)
A．在电场中某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零
B．电场中某点的场强大小等于单位电荷量的试探电荷在该点所受的电场力大小
C．根据公式U＝Ed知，在匀强电场中两点间的距离越大，电势差就越大
D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加
解析：电场强度大小与电势高低无直接关系，电场中某点电势为零，电场强度不一定为零，A错．由E＝知，某点的电场强度与单位电量的试探电荷在该点所受的电场力在数值上相等，B对．匀强电场中两点间沿电场线方向的距离越大，电势差越大，C错．负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，D对．
答案：BD
6.

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，由此可知这是负电荷形成的电场，因此越靠近负电荷，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．因为沿电场线方向电势逐渐降低，所以C对．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．故选B、C.
答案：BC
7．如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心．已知电场线与圆所在平面平行．下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是(　　)

A．a点的电势为6 V
B．a点的电势为－2 V
C．O点的场强方向指向a点
D．O点的场强方向指向电势为2 V的点
解析：由匀强电场特征可知：在匀强电场中，沿某一直线若存在电势变化，则沿与该直线平行的其他直线也会存在相同的电势变化规律，所以有10 V－6 V＝φa－2 V，解得φa＝6 V，选项A正确、B错误；O点与a点处于同一等势面上，所以O点场强方向垂直O与a连线指向电势为2 V的点，选项C错误、D正确．
答案：AD

三、非选择题
8.

如图所示，在水平放置的两个平行金属板之间的匀强电场沿竖直方向，电场中A、B两点之间的连线与竖直方向的夹角为60°.把带电荷量为q＝－1.5×10－8 C的点电荷由A点移到B点，克服电场力做了4.2×10－5 J的功．
(1)若已知A点电势φA＝800 V，|AB|＝1 cm，求B点电势．
(2)求电场强度的大小和方向．
解析：(1)A、B两点的电势差为
UAB＝＝ V＝2 800 V，
设B点的电势为φB，根据UAB＝φA－φB
得φB＝φA－UAB＝800 V－2 800 V＝－2 000 V
(2)电场强度为E＝＝
＝ V/m＝5.6×105 V/m，
方向为竖直向下．
答案：(1)－2 000 V
(2)5.6×105 V/m　竖直向下