2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 專題1.6 電勢差與電場強度的關(guān)系課時同步試題 新人教版選修3-1.doc

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第6節(jié) 電勢差與電場強度的關(guān)系 1．下述關(guān)于勻強電場的結(jié)論錯誤的是 A．公式E=F／q也適用于勻強電場 B．根據(jù)U=Ed可知，任意兩點間的電勢差與這兩點的距離成正比 C．勻強電場的場強值等于沿場強方向每單位長度上的電勢差值 D．勻強電場的場強方向總是跟電荷所受電場力的方向一致 【答案】D 【解析】勻強電場的場強方向總是跟正電荷所受電場力的方向一致，D說法錯誤。 2．（2018普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一模擬考試）如圖所示，矩形的四個頂點a、b、c、d為勻強電場中的四個點，ab=2bc=2 m，電場線與矩形所在的平面平行。已知a點電勢為18 V，b點電勢為10 V，c點電勢為6 V。一帶電粒子從以點以速度v0=1 000 m/s射入電場，v0與ab邊的夾角為45，一段時間后粒子經(jīng)過ab邊的中點e。不計粒子的重力，下列判斷正確的是 A．d點電勢為12 V B．粒子從a點到e點電勢能增大 C．電場強度大小為 D．粒子從a點到e點所用時間為 【答案】C 線垂直于等勢線，由于以ab=2bc=2 m，故△ade為等腰直角三角形，a點到直線如的距離為等，由U=Ed可得E=，故C項正確；電場力方向與粒子運動方向垂直，粒子射入電場后做類平拋運動，運動到e點時，垂直于電場線方向的位移為，，解得所需時間為，故D項錯誤。 3．（2018河北省衡水中學(xué)高三第十六次模擬）如圖所示，勻強電場中的六個點A、B、C、D、E、F為正八面體的六個頂點，已知BE中點O的電勢為零，A、B、C三點的電勢分別為7 V、–1 V、3 V，則E、F兩點的電勢分別為 A．2 V、–2 V B．1 V、–3 V C．1 V、–5 V D．–2 V、–4 V 【答案】B 4．如圖所示，在勻強電場中有A、B兩點，A、B的連線長為L，與電場線的夾角為α。已知A、B兩點間的電勢差為U，則場強E為 A．U/L B．UL C．U/Lsin α D．U/Lcos α 【答案】D 【解析】根據(jù)題述，AB長為L，與電場線的夾角為α。A、B兩點之間沿電場線方向的距離為d=Lcos α，則場強E=U/d=U/Lcos α，選項D正確。 5．（2018北京市海淀區(qū)高三二模）通常情況下，空氣是不導(dǎo)電的。但是如果空氣中的電場很強，使得氣體分子中帶正電、負(fù)電的微粒所受的相反靜電力很大，以至于分子破碎，于是空氣中出現(xiàn)了可以自由移動的電荷，空氣變成了導(dǎo)體。這個現(xiàn)象叫做空氣被“擊穿”。如圖所示，兩金屬板之間的點A、B分別代表某一氣體分子破碎后帶正電、負(fù)電的兩個微粒（為了看得清楚，兩個點之間的距離做了放大），兩金屬板之間的距離為1.5 cm，在兩金屬板間加6.0104 V的高電壓，兩板間就會出現(xiàn)放電現(xiàn)象。下列說法正確的是 A．板M接電源正極，板N接電源負(fù)極 B．兩板間勻強電場的場強大小為4104 V/m C．分子破碎過程中，分子內(nèi)部的電勢能增大 D．空氣導(dǎo)電時，兩極板間電場力對微粒A做負(fù)功 【答案】C 6．（2018江蘇省蘇州市高三第一次模擬）一根輕質(zhì)桿長為2l，可繞固定于中點位置處的軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，桿兩端固定有完全相同的小球1和小球2，它們的質(zhì)量均為m，帶電荷量分別為+q和–q，整個裝置放在如圖所示的關(guān)于豎直線對稱的電場中?，F(xiàn)將桿由水平位置靜止釋放，讓小球1、2繞軸轉(zhuǎn)動到豎直位置A、B兩點，設(shè)A、B間電勢差為U，該過程中 A．小球2受到的電場力減小 B．小球1電勢能減少了Uq C．小球1、2的機械能總和增加了Uq+mgl D．小球1、2的動能總和增加了Uq 【答案】D 7．某靜電場沿x方向的電勢分布如圖所示，則 A．在0~x1之間不存在沿x方向的電場 B．在0~x1之間存在沿x方向的勻強電場 C．在x1~x2之間存在沿x方向的勻強電場 D．在x1~x2之間存在沿x方向的非勻強電場 【答案】AC 【解析】在0~x1之間電勢不變，即在0~x1之間等勢，故在此區(qū)間不存在沿x方向的電場；在x1~x2之間電勢隨距離均勻減小，則在x1~x2之間有沿x方向的勻強電場，故AC正確。 8．如圖所示，勻強電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，∠ABC=∠CAB=30，BC=m，已知電場線平行于△ABC所在的平面，一個電荷量q=–210–6 C的點電荷由A移到B的過程中，電勢能增加了1.210–5 J，由B移到C的過程中電場力做功610–6 J，下列說法正確的是 A．B、C兩點的電勢差UBC=3 V B．A點的電勢低于B點的電勢 C．負(fù)電荷由C點移到A點的過程中，電勢能增加 D．該電場的場強為1 V/m 【答案】D 得：負(fù)電荷由C移到A的過程中，電場力做正功，所以電勢能減小，C錯誤；UBC=–3 V，UCA=–3 V，UAB=6 V，在AB連線取一點D為該線中點，所以UAD=3 V，UCA=–3 V，UAC=3 V，所以C、D電勢相等，所以CD連線為等勢線。而三角形ABC為等腰三角形，所以電場強度方向沿著AB方向，由A指向B。因為，由幾何關(guān)系得AD=3 m，所以UAD=EdAD=3 V，所以該電場的場強為1 V/m，D正確。 9．（2018湖南省益陽市高三調(diào)研）在勻強電場中有一長方形區(qū)域ABCD，邊長AB=0.3 m、BC=0.4 m，勻強電場方向與ABCD所在平面平行，A、B、C三點的電勢jA=55 V，jB=19 V，jC=–45 V，則勻強電場的電場強度大小和方向為 A．120 V/m，沿AB方向 B．200 V/m，沿AC方向 C．160 V/m，沿AD方向 D．300 V/m，沿BD方向 【答案】B 【解析】連接AC，過B點作，由幾何關(guān)系知， ，據(jù)題知，，，所以與B等電勢，則為等勢線；利用等勢線與場強垂直確定場強方向可知勻強電場的電場強度方向沿AC方向，勻強電場的電場強度大小，故ACD錯誤，B正確。 10．（2018遼寧省大連市普通高中學(xué)生學(xué)業(yè)水平模擬考試）某電場的電場線如圖所示，M、N兩點相距為d，則 A．M點場強小于N點場強 B．M點電勢低于N點電勢 C．正電荷在M點受到的電場力方向由M指向N D．若E為M點的場強，則M、N兩點間電勢差等于Ed 【答案】C 11．如圖所示，真空中存在空間范圍足夠大的、方向水平向右的勻強電場，在電場中，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子從O點出發(fā)，初速度的大小為v0，在重力和電場力的共同作用下恰能沿場強的反方向成θ角做勻減速直線運動，求： （1）勻強電場的場強大小； （2）粒子運動的最高點與出發(fā)點之間的電勢差。 【答案】（1） （2）mv02cos2 θ／2q 最高點與出發(fā)點之間的電勢差U=qEscos θ 解得U=mv02cos2 θ／2q 12．（2018安徽省江南十校高三沖刺聯(lián)考）如圖所示，在豎直平面內(nèi)存在豎直方向的勻強電場。長度為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩一端固定在O點，另一端連接一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(可視為質(zhì)點)，初始時小球靜止在電場中的a點，此時細(xì)繩拉力為2mg，g為重力加速度。 （1）求電場強度E和a、O兩點的電勢差UaO； （2）小球在a點獲得一水平初速度va，使其能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動，則va應(yīng)滿足什么條件? 【答案】（1） （2） （1）小球靜止在a點時，由共點力平衡可得① 得，方向豎直向上② 在勻強電場中，有③ 則a、O兩點電勢差④ （2）小球從a點恰好運動到b點，設(shè)到b點速度大小為vb 由動能定理⑤ 小球做圓周運動通過b點時，由牛頓第二定律可得⑥ 聯(lián)立②⑤⑥可得 故應(yīng)滿足 13．如圖所示，在勻強電場中，有A、B兩點，它們間距為2 cm，兩點的連線與場強方向成60角。將一個不知道電荷性質(zhì)，電荷量為210–5 C的電荷由A移到B，其電勢能增加了0.2 J。求： （1）判斷電荷帶正電還是負(fù)電？由A到B電場力做的功WAB？ （2）A、B兩點的電勢差UAB為多少？ （3）勻強電場的場強的大小？ 【答案】（1）負(fù)電 –0.2 J （2）104 V （3）106 V/m 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道電場力做功等于電勢差的減小量，掌握電場力做功與電勢差的關(guān)系。注意運用計算時，功的正負(fù)、q的正負(fù)都要代入計算，以及在中，表示沿電場線方向上的距離。