鲁科版高中物理必修第3册课后习题 第2章 电势能与电势差 第3节 电势差与电场强度的关系.docVIP

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第3节电势差与电场强度的关系

课后篇素养形成

合格考达标练

1.

如图所示为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2cm,则电场强度E的大小和方向分别为()

A.E=100V/m,竖直向下

B.E=100V/m,竖直向上

C.E=100V/m,水平向左

D.E=200V/m,水平向右

解析电场强度E=Ud

答案C

2.

如图所示,a、b是电场线上的两点,将一点电荷q从a点移到b点,静电力做功W,且已知a、b间的距离为d,以下说法中正确的是()

A.a、b两点间的电势差为W

B.a点的电场强度为E=W

C.b点的电场强度为E=W

D.a点的电势为W

解析由W=qU知a、b两点间的电势差U=Wq

答案A

3.在点电荷Q形成的电场中有一点A,当一个电荷量为-q的检验电荷从无限远处电势能为零的O点被移到电场中的A点时,静电力做的功为W,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点与无限远处的O点的电势差分别为()

A.EpA=-W,UAO=Wq

B.EpA=W,UAO=-W

C.EpA=W,UAO=Wq

D.EpA=-W,UAO=-W

解析依题意,检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,静电力做的功为W,则电荷的电势能减小W,无限远处O点的电势能为零,则电荷在A点的电势能为EpA=-W,A点与无限远处的O点的电势差为UAO=-W

答案A

4.在电场中将一带电荷量q=-1×10-9C的负电荷从B点移至A点时,克服电场力做功2×10-6J,将该电荷从A点移至C点,则需克服电场力做功3×10-6J,则B、C间的电势差大小为()

A.5000V B.3000V

C.2000V D.1000V

解析电荷由B移到C,电场力做功为

WBC=WBA+WAC=-2×10-6J-3×10-6J=-5×10-6J

UBC=WBC

所以B、C间的电势差大小为5000V。

答案A

5.关于静电场,下列说法正确的是()

A.电场强度为0的地方,电势也为0

B.任一点的电场强度方向总是指向该点电势降落最快的方向

C.电场线越密的地方相等距离两点的电势差越大

D.根据公式Uab=Ed可知,在匀强电场中a、b间的距离越大,电势差就越大

解析电场强度与电势没有直接关系,电场强度为0时,电势不一定为0,故A错误;电场强度的方向是电势降低最快的方向,故B正确;电场线越密的地方电场强度越大,但是若两点间不沿电场线方向,则电势差不一定越大,故C错误;公式Uab=Ed中d为沿电场线的距离,若a、b两点不沿电场线方向,则两点间距离越大电势差不一定越大,故D错误。

答案B

6.

如图所示,在匀强电场中取一点O,过O点作射线OA=OB=OC=OD=10cm,已知O、A、B、C和D各点电势分别为0、7V、8V、7V、5V,则匀强电场电场强度的大小和方向最接近于()

A.70V/m,沿AO方向

B.70V/m,沿CO方向

C.80V/m,沿BO方向

D.80V/m,沿CO方向

解析由O、A、B、C、D各点电势值可知,O点电势最低,为零,A、C在同一等势面上,所以电场线与AC连线垂直,由几何关系知,电场沿BO方向,大小E=Ud

答案C

7.(福建漳州检测)如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,D是BC的中点,A、B、C构成一个直角三角形,AB长为L=3m,电场线与三角形所在的平面平行,已知φA=5V,φB=-5V,φC=15V,由此可以判断 ()

A.电场强度的方向由C指向B

B.电场强度的方向垂直AD连线斜向上

C.电场强度的大小为103

D.电场强度的大小为203

解析D为BC的中点,则φD=5V,AD连线为一等势线,电场强度的方向垂直AD连线斜向下,选项A、B错误;由B到AD的距离d=Lcos30°=323m,则电场强度E=

答案D

8.

如图所示是一匀强电场,已知电场强度E=2×102N/C,现让一个电荷量为q=4×10-8C的电荷沿电场方向从M点移到N点,M、N间的距离L=30cm,试求:

(1)电荷从M点移到N点电势能的变化;

(2)M、N两点间的电势差。

解析(1)由图可知,正电荷在该电场中所受电场力F方向向右。因此,从M点移到N点,电场力做正功,电势能减少,减少的电势能ΔE等于电场力做的功W

则ΔE=W=qEs

代入数值ΔE=W=4×10-8×2×102×0.3J=2.4×10-6J

(2)由公式W=qU

M、N两点间的电势差UMN=Wq

答案(1)2.4×10-6J(2)60V

等级考提升练

9.

如