人教版高中物理必修第三册课后习题 第10章 静电场中的能量 3 电势差与电场强度的关系.docVIP

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3电势差与电场强度的关系

课后·训练提升

合格考过关检验

一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)

1.关于静电场,下列说法正确的是()

A.电场强度为零的地方,电势也为零

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

答案B

解析电场强度与电势没有直接关系,电场强度为零时,电势不一定为零;电势为零,电场强度不一定为零,故选项A错误。顺着电场线方向电势降低,电场强度的方向是电势降低最快的方向,故选项B正确。电场线越密的地方电场强度越大,但是两点间不一定沿电场线,电势差不一定大,故选项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,则电势差不一定大,故选项D错误。

2.如图所示,沿x轴正方向电场强度为E的匀强电场中,有一动点从A点开始以O为圆心,r=OA为半径逆时针转动一周,O与圆周上的A点的连线OA与x轴正方向(E方向)成θ角(θπ2

A.Er

B.Er(sinθ+1)

C.Er(cosθ+1)

D.2Er

答案C

解析由U=Ed得,此圆周上各点与A点间电势差最大的点应是沿电场强度方向与A点相距最远的点,dmaax=Er(cosθ+1),选项C正确。

3.高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示,若高压输电线掉落在水平地面上的O点,且O点附近地质结构分布均匀,将在地面形成以O为圆心的一系列同心圆等势线。则()

A.图中A点的电场强度小于B点的电场强度

B.图中A点的电场强度大于B点的电场强度

C.行人无论向哪个方向跨步,两脚间距离越大跨步电压越大

D.行人无论向哪个方向跨步,两脚间距离越大跨步电压越小

答案A

解析距离O点越远的位置电场强度越小,则图中A点的电场强度小于B点的电场强度,选项A正确,B错误。根据U=Ed可知,行人在OA连线上跨步时,两脚间距离越大跨步电压越大,若在同一等势面上跨步,无论两脚间距离多大电压都为零,选项C、D错误。

4.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为零,点A处的电势为6V,点B处的电势为3V,则电场强度的大小为 ()

A.200V/m B.2003V/m

C.100V/m D.1003V/m

答案A

解析由匀强电场的特点得OA的中点C的电势φC=3V,φC=φB,即B、C在同一等势面上,由电场线与等势面的关系和几何关系可得d=lOCsinθ=1.5cm(如图所示)。则E=Ud

5.如图所示,A、B两点相距10cm,匀强电场的电场强度E=100V/m,AB与电场线方向的夹角θ=120°,则A、B两点间的电势差为()

A.5V B.-5V

C.10V D.-10V

答案B

解析A、B两点在电场强度方向上的距离d=lAB·cos(180°-120°)=10×12cm=5cm。由于φAφB,则根据U=Ed得UAB=-Ed=-100×5×10-2

6.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lOM=lMN。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.将负点电荷由O点移动到P点,静电力做正功

C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差

D.M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差

答案AD

解析根据电场线和等势面的关系,可以判断出M点的电势比P点的电势高,选项A正确。将负点电荷由O点移到P点,静电力做负功,选项B错误。根据U=Ed进行定性分析可知UMNUOM,选项C错误,D正确。

7.如图所示,A、B两板间电压为600V,A板带正电并接地,A、B两板间距离为12cm,C点离A板4cm,下列说法正确的是()

A.E=2000V/m,φC=200V

B.E=5000V/m,φC=-200V

C.电子在C点具有的电势能为-200eV

D.电子在C点具有的电势能为200eV

答案BD

解析A板接地,则其电势为零,又因为A、B两板间的电压为600V,则B板电势为-600V,由此知C点电势为负值。A、B两板间电场强度E=Ud=600V

二、计算题

8.一组未知方向的匀强电场的电场线如图所示,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,克服静电力做了2×10-6J的功,已知A、B间的距离为2cm。求:

(1)A、B两点间的电势差;

(2)该匀强电场的电场强度E的大小。

答案(1)2V(2)200V/m

解析(1)由题意可知,静电力做负功,