教科版高中物理必修第三册课后习题 第一章 6.电势差与电场强度的关系 (2).docVIP

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6.电势差与电场强度的关系

课后训练巩固提升

基础巩固

1.关于匀强电场电场强度和电势差的关系,下列叙述正确的是()

A.在相同距离的两点上,电势差大的其电场强度也必定大

B.电场强度越大的地方,电势越高,任意两点间的电势差越大

C.沿不垂直于电场线方向,任意一条直线上相同距离上的电势差必相等

D.电势降低的方向一定是电场强度方向

答案:C

解析:在相同距离的两点上,电势差大,两点沿电场方向的距离也大,其电场强度相同,故A错误;电场强度与电势无关,所以电场强度越大的地方,电势不一定越高,两点间的电势差也不一定越大,故B错误;根据匀强电场中电场强度和电势差的关系公式U=Ed可知,沿不垂直于电场线方向任意一条直线上相同距离上的电势差必相等,故C正确;电势降低的方向不一定是电场强度方向,而电势降低最快的方向才是电场强度方向,故D错误。

2.下列公式中,既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场的有()

①电场强度E=Fq②电场强度E=

③电场强度E=kQr2

A.①③ B.②③

C.②④ D.①④

答案:D

解析:电场强度E=Fq是用比值定义法得出的物理量,适用于任何电场,故①正确;公式E=Ud仅仅适用于匀强电场,故②错误;公式E=kQr2适用于点电荷的电场,不适用于匀强电场,故

3.如图所示的电场中,lAB=lBC,UAB和UBC分别表示A、B两点间和B、C两点间的电势差,两者关系正确的是 ()

A.UAB=UBC

B.UABUBC

C.UABUBC

D.与形成该电场的电荷种类有关

答案:C

解析:电场线密的地方电场强度大,电场线稀的地方电场强度小,故EAEBEC,则EABEBC,根据U=Ed得U

4.(多选)一匀强电场中,A、B两点之间的电势差为8V,两点之间的距离为2m,则电场强度可能为()

A.8V/m B.4V/m

C.2V/m D.1V/m

答案:AB

解析:根据E=Ud知U=8V,d≤lAB

5.如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为1V、6V和9V。则D、E、F三点的电势分别为()

A.+7V、+2V和+1V

B.+7V、+2V和-1V

C.-7V、-2V和+1V

D.+7V、-2V和-1V

答案:B

解析:在匀强电场中,沿着任意方向前进相同距离,电势的降落必定相等,可知φA-φF=φC-φD,φB-φC=φF-φE,设F点的电势为φF,则E点的电势为φF+3V,根据几何关系知,BE的长度是AF的2倍,则BE间的电势差是AF间的2倍,则有(φF+3V-6V)=2(φF-1V),解得φF=-1V,则φE=2V,φD=7V,故B正确,A、C、D错误。

6.如图所示,一匀强电场(图中没有画出)的方向平行于直角三角形ABC所在平面,已知∠A=60°,∠B=90°,A、B两点间的距离L=2.0cm,将一电荷量为q=-1.0×10-5C的带电微粒从A点移到B点,静电力做功W1=1.0×10-4J,再将该微粒从B点移到C点,静电力做功W2=1.0×10-4J。取B点的电势为零。求:

(1)A、C两点的电势各为多少;

(2)该匀强电场的电场强度的大小及其方向。

答案:(1)-10V10V(2)33×103

解析:(1)将带电微粒从A点移到B点,有W1=qUAB①

且UAB=φA-φB②

φB=0③

联立以上三式解得φA=-10V

将微粒从B点移到C点,有W2=qUBC④

且UBC=φB-φC⑤

联立③④⑤解得φC=10V。

(2)如图所示,AC中点D的电势为φD=φA+

故B、D两点等势,连BD,BD为一条等势线。过A点作BD的垂线,垂足为P,则PA为一条电场线。令P、A两点间的距离为d,有d=Lcos30°⑦

匀强电场的电场强度大小为E=|UAB

联立解得E=33×103

7.如图所示,匀强电场沿水平方向,其中有三点A、B、C构成一个直角三角形,AB与电场线平行,且dAB=4cm,AC连线和场强方向成37°角。已知电荷量为q=-2.0×10-8C的电荷在A点时受到的电场力大小F=8.0×10-6N,方向水平向左,求:

(1)匀强电场的电场强度;

(2)A、B两点间的电势差UAB;

(3)把上述电荷从A移到C电场力所做的功。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案:(1)400N/C,方向水平向右

(2)16V

(3)-3.2×10-7J

解析:(1)由E=Fq

(2)由UAB=EdAB可得UAB=16V。

(3)BC垂直于电场线,为等势面,有

φB=φC

WAC=WAB=qUAB

联立解得