【文档说明】高中新教材人教版物理同步练习 必修第三册 第10章 3-电势差与电场强度的关系含解析.docx，共(6)页，166.349 KB，由envi的店铺上传

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13.电势差与电场强度的关系课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.下列关于匀强电场的结论正确的是()A.公式E=𝐹𝑞也适用于匀强电场B.根据U=Ed可知任意两点的电势差与这两点距离成正比C.匀强电场的电场强度在数值上不等于沿电场强度方向每单位长度上的电势差D.匀强电

场电场强度方向总是跟电荷所受静电力方向相同答案:A解析:任意两点的电势差与这两点等势面的垂直距离成正比,B错;匀强电场的电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位长度上的电势差,C错;匀强电场方向跟正电荷所受静电力方向相同,D错。2.如图所示,三个同心

圆是电荷量为+q的点电荷周围的三个等势面,A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点,且lAB=lBC。A、C两点的电势分别为φA=10V和φC=2V,则B点的电势()A.等于6VB.低于6VC.高于6VD.无法确定答案:B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<𝜑𝐴+𝜑𝐶2=6V,B正确。3.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,如图所示,由此可知c点的电势为()A.4VB.8VC.12

VD.24V答案:B解析:根据匀强电场的特点,Uad=Ubc,即φa-φd=φb-φc,解得φc=8V,B正确。24.如图所示,以O点为圆心,以r=0.20m为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d,该圆所在平面内有一匀强电场,电

场强度方向与x轴正方向夹角θ=60°,已知a、b、c三点电势分别为4√3V、4V、-4√3V,则下列说法正确的是()A.该匀强电场的电场强度E=40√3V/mB.该匀强电场的电场强度E=80V/mC.d点的电势为-

2√3VD.d点的电势为-4V答案:D解析:由题意可知Ubc=(4+4√3)V,由几何关系得dbc=rsin30°+rsin60°=0.1(1+√3)m,所以该匀强电场的电场强度E=𝑈𝑏𝑐𝑑𝑏𝑐

=40V/m,A、B错误;而dbd=2rsin30°=0.20m,所以Ubd=Edbd=8V,故d点的电势为-4V,D正确。5.如图所示,在竖直平面内存在匀强电场,其电场线如图中实线所示,方向未知,将电荷量为q=-1.0×10-6C的点电荷由A点沿

水平线移至B点,其电势能增加了3×10-5J,已知A、B两点间的距离为2cm,两点连线与电场线成60°角。(1)求A、B两点间的电势差UAB。(2)若A点的电势φA=-1V,求B点的电势φB。(3)求电场强度E的大小,并判断其方向。答

案:(1)30V(2)-31V(3)3000V/m沿电场线指向左下方解析:(1)由题意知,静电力做负功为WAB=-3×10-5J由UAB=𝑊𝐴𝐵𝑞得UAB=30V。(2)UAB=φA-φB故φB=φA-U

AB=(-1-30)V=-31V。(3)A、B两点间沿电场线方向的距离为d=2×10-2×cos60°m=1×10-2m则E=𝑈𝐴𝐵𝑑=300.01V/m=3000V/m方向沿电场线指向左下方。6.如图

所示,P、Q两金属板间的电势差为50V,板间存在匀强电场,方向水平向左,板间的距离d=10cm,其中Q板接地,两板间的A点距P板4cm。3(1)求P板及A点的电势;(2)保持两板间的电势差不变,而将Q板向左平移5cm,则A点的电势将变为多少?答案:(1)-50V

-30V(2)-10V解析:板间电场强度方向水平向左,可知Q板电势最高。Q板接地,则电势φQ=0,板间各点电势均为负值。(1)电场强度E=𝑈𝑑=5010×10-2V/m=5×102V/mQ、A间电势差UQA=Ed'=5

×102×(10-4)×10-2V=30V所以A点电势φA=-30V,同理可求得P板电势φP=-50V。(2)当Q板向左平移5cm时,两板间距离d″=(10-5)cm=5cmQ板与A点间距离变为d‴=(10-4)cm-5cm=1cm电场强度E'=𝑈�

�″=5050×10-2V/m=1.0×103V/mQ、A间电势差UQA'=E'd‴=1.0×103×1.0×10-2V=10V所以A点电势φA=-10V。选考奠基素养提升1.如图所示,a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上

的三点,c为ab的中点,a、b电势分别为φa=5V、φb=3V。下列叙述正确的是()A.该电场在c点处的电势一定为4VB.a点处的电场强度Ea一定大于b点处的电场强度EbC.一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D.一正电荷运动到c点时

受到的静电力由c指向a答案:C解析:匀强电场中,相等间距两端的电势差相等,题干中不一定为匀强电场,在c点处的电势不一定为4V,A错误。电场线的疏密程度表示电场强度强弱,一条电场线无法比较电场强度的大小,a点处的电场强度Ea不一定大于b点处的电场强度Eb,B错误。沿电场线电势逐

渐降低,故φc>φb,正电荷在电势高的地方电势能大,一正电荷在c点的电势能大,从c点运动到b点电势能一定减少,C正确。电场线方向从a指向b,正电荷运动到c点时受到的静电力由c指向b,D错误。2.匀强电场中的

三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,AB的长度为1m,D为AB的中点,如图所示。已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V。设电场强度大小为E,一电荷量为1×10-6C的正电荷从D点移到C点静电力所做的功为W,则()4A.W=8×10-6JE>

8V/mB.W=6×10-6JE>6V/mC.W=8×10-6JE≤8V/mD.W=6×10-6JE≤6V/m答案:A解析:因电场是匀强电场,D是AB的中点,故D的电势φD=𝜑𝐴+𝜑𝐵2=10V。所以W=q(φD-φC)

=8×10-6J。设E的方向与lAB的夹角为α,则α≠0,否则等势面与AB垂直,C点电势就会高于B点电势。由E=𝑈𝑑可知,E=𝜑𝐴-𝜑𝐵𝑙𝐴𝐵cos𝛼=8cos𝛼,因α>0,则cosα<1,E>8V/m,故A正确。3.如图所示,实线为方向未知的

三条电场线,虚线分别为等势线1、2、3,已知lMN=lNQ,a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出。仅在静电力作用下,两粒子的运动轨迹如图所示,则()A.a一定带正电,b一定带负电B.a加速度减小,b加速度增大C.MN两点电势差

|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小答案:B解析:由带电粒子的运动轨迹,结合曲线运动的特点可知带电粒子所受的静电力方向,因为电场线的方向不确定,故不能判断带电

粒子带电的性质,故A选项错误;由电场线的疏密可知,a加速度将减小,b加速度将增大,故B选项正确;因为是非匀强电场,故MN两点电势差并不等于NQ两点电势差,故C选项错误;因为等势线1与2之间的电场强度比2与3之间的电场强度要大,故1、2之间的电势差要大于2、3之间的电势差,但两粒子的

电荷量大小不确定,故无法比较动能变化量的大小,故D选项错误。4.如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。现将电荷量为1×10-8C的正点电荷从A点移到B点,

静电力做的功为3×10-6J,将另一电荷量为1×10-8C的负点电荷从A点移到C点,克服静电力做的功为3×10-6J。(1)UAB、UAC、UBC各为多少?(2)画出电场线方向。5(3)若AB边长为2√3cm,求电场强度。答案:(1

)UAB=300VUAC=300VUBC=0(2)电场线垂直BC斜向下(3)104V/m解析:本题考查电场强度、静电力做功与电势差的关系,培养科学思维。(1)正点电荷从A点移到B点时,静电力做正功。故A点电势高于B点电势,

可求得UAB=𝑊𝑞=3×10-61×10-8V=300V。负点电荷从A点移到C点,静电力做负功,A点电势高于C点电势,可求得UAC=𝑊'𝑞'=300V。因此B、C两点电势相等,故UBC=0。(2)由于匀强电场中的等势线是一簇平

行直线,因此,BC为一条等势线,故电场线垂直于BC,设D为BC的中点,则电场强度方向为由A指向D,如图所示。(3)AB在电场强度方向上的距离d等于线段AD的长度,故由匀强电场中电势差与电场强度的关系式可得E=𝑈𝐴𝐵𝑑=3002√3×10-2×cos30°V/m=10

4V/m。5.如图所示,一电场中的等势面是一簇互相平行的平面,间隔均为d,各等势面的电势如图中所示。现有一质量为m的带电微粒,以速度v0射入电场,且v0的方向与水平方向成45°角斜向上。射入电场后,质点做直线运动。重力加速度为g。(1)微粒带何种电荷?电荷量是多少?(2)微粒

在入射方向的最大位移是多少?答案:(1)正电q=𝑚𝑔𝑑100V(2)√2𝑣024𝑔解析:要使微粒做直线运动,微粒所受合力与v0应在一条直线上,又静电力与等势面垂直,沿水平方向,因此需考虑微粒的重

力作用。(1)电场线与等势面垂直,且由电势高处指向电势低处,可得电场线方向水平向左,且E=𝑈𝑑=100V𝑑。为使合力与v0在一条直线上,微粒的受力情况如图所示,分析可知微粒带正电,且mg=qE,则q=𝑚𝑔𝐸=𝑚𝑔𝑑𝑈=𝑚𝑔𝑑10

0V。6(2)带电微粒沿入射方向做匀减速直线运动,其加速度a=√2g。则微粒在入射方向的最大位移xmax=𝑣022𝑎=𝑣022√2𝑔=√2𝑣024𝑔。