人教版高二物理選修3-1課時(shí)作業(yè)第一章　靜電場(chǎng) 1.6電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系word版含解析答案

1、人教版選修3-1課時(shí)作業(yè)第一章靜電場(chǎng)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系一、選擇題1.(多選)關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的關(guān)系,下列說法正確的是()A.任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積B.沿電場(chǎng)線方向,相同距離上電勢(shì)降落必相等C.電勢(shì)降低最快的方向必是場(chǎng)強(qiáng)方向D.在相同距離的兩點(diǎn)上,電勢(shì)差大的,其場(chǎng)強(qiáng)也大2.如圖所示是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面,每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面間的距離都是25 cm,由此可確定此電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向及大小為() A.豎直向下,E=0.4 V/mB.水平向右,E=0.4 V/mC.水平向左,E=40 V/mD.水平向右,E=40 V/m3.a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它

2、們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與矩形所在平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20 V,b點(diǎn)的電勢(shì)為24 V,d點(diǎn)的電勢(shì)為4 V,如圖所示。由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為()A.4 VB.8 VC.12 VD.24 V4.如圖所示,a、b、c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn),電場(chǎng)線的方向由a到c,a、b間的距離等于b、c間的距離,用a、b、c和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度,可以斷定()A.a>b>cB.Ea>Eb>EcC.a-b=b-cD.Ea=Eb=Ec5.如圖所示,三個(gè)同心圓是點(diǎn)電荷Q周圍的三個(gè)等勢(shì)面。已知這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列,A、B、C分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn),

3、且這三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上。將電荷量為q=+1.6×10-6 C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電勢(shì)能減少1.92×10-5 J。若取C點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)(C=0),則B點(diǎn)的電勢(shì)()A.一定等于6 VB.一定低于6 VC.一定高于6 VD.無法確定6.如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)中的點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G、H為立方體的8個(gè)頂點(diǎn)。已知G、F、B、D點(diǎn)的電勢(shì)分別為8 V、3 V、2 V、4 V,則A點(diǎn)的電勢(shì)為()A.1 VB.-1 VC.2 VD.3 V7.(多選)如圖所示,圖中五點(diǎn)均在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,它們剛好是一個(gè)圓的四等分點(diǎn)和圓心。已知電場(chǎng)線與圓所在平面平行。下列有關(guān)圓心O和a點(diǎn)的電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)描

4、述正確的是()A.a點(diǎn)的電勢(shì)為6 VB.a點(diǎn)的電勢(shì)為-2 VC.O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向指向a點(diǎn)D.O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向指向電勢(shì)為2 V的點(diǎn) 7.如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中相距10 mm的兩水平等勢(shì)面AA'、BB'間有一靜止的油滴P。已知油滴P的重力是1.6×10-4 N,所帶的電荷量是+3.2×10-9 C。則下面判斷正確的是() A.A>B,UAB=100 VB.A>B,UAB=750 VC.A<B,UBA=500 VD.A<B,UBA=1 000 V8.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,有一個(gè)方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0,點(diǎn)

5、A處的電勢(shì)為6 V,點(diǎn)B處的電勢(shì)為3 V,則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為()A.200 V/mB.2003 V/mC.100 V/mD.1003 V/m9.如圖所示,矩形的四個(gè)頂點(diǎn)a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),ab=2bc=2L,電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行,已知a點(diǎn)電勢(shì)為18 V,b點(diǎn)電勢(shì)為10 V,c點(diǎn)電勢(shì)為6 V。一質(zhì)子從a點(diǎn)以速度v0射入電場(chǎng),v0與ab邊的夾角為45°,一段時(shí)間后質(zhì)子經(jīng)過ab的中點(diǎn)e。不計(jì)質(zhì)子重力,下列判斷正確的是()A.d點(diǎn)電勢(shì)為12 VB.質(zhì)子從a到b電勢(shì)能增加了6 eVC.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為4VLD.質(zhì)子從a到e所用時(shí)間為2L2v010. (多選)如圖所示,A、B

6、、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)邊長為10 cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn),A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為1 V、2 V、3 V,正六邊形所在平面與電場(chǎng)線平行。下列說法正確的是()A.通過CD和AF的直線應(yīng)為電場(chǎng)中的兩條等勢(shì)線B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10 V/mC.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)橛蒀指向AD.將一個(gè)電子由E點(diǎn)移到D點(diǎn),電子的電勢(shì)能將減少1.6×10-19 J11. (多選)如圖所示,某勻強(qiáng)電場(chǎng)中A、B、C、D四點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)菱形,對(duì)角線AC=12 cm,BD=16 cm,一個(gè)質(zhì)子從A移到B,電場(chǎng)力做了24 eV的功;一個(gè)電子從A移到C,克服電場(chǎng)力做了24 eV的功。其中A點(diǎn)的電勢(shì)為零,

7、則下列說法正確的是()A.D點(diǎn)的電勢(shì)D=0B.D點(diǎn)的電勢(shì)D=-24 VC.電場(chǎng)強(qiáng)度E=250 N/CD.電場(chǎng)強(qiáng)度E=200 N/C11.有一靜電場(chǎng),其電勢(shì)沿x軸方向變化的圖線如圖所示。一帶負(fù)電粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放,粒子沿x軸運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)中P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為1 mm、4 mm。下列說法正確的是()A.粒子經(jīng)過P點(diǎn)和Q點(diǎn)加速度大小相等、方向相反B.粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí),動(dòng)能相等C.粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功的功率相等D.粒子在P點(diǎn)的電勢(shì)能為正值12. (多選)在x軸上存在與x軸同向的電場(chǎng),x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x位置變化情況如圖所示。點(diǎn)電荷a和b帶的電荷量分別為+q和-

8、q,不計(jì)a和b間的靜電力。下列敘述正確的是()A.x1、x2兩處的電勢(shì)相同B.點(diǎn)電荷a和b在x1處的電勢(shì)能相等C.將點(diǎn)電荷a沿x軸從x1處移到x2處,電場(chǎng)力一直做正功D.點(diǎn)電荷b在x1處的電勢(shì)能小于在x2處的電勢(shì)能13. (多選)如圖甲所示,一條電場(chǎng)線與Ox軸重合,取O點(diǎn)電勢(shì)為零,Ox方向上各點(diǎn)的電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖乙所示,若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子僅受電場(chǎng)力的作用。則()A.電子將沿Ox方向運(yùn)動(dòng)B.電子的電勢(shì)能將一直減小C.沿Ox方向電場(chǎng)強(qiáng)度一直增大D.電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大14.如圖甲所示,AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,若有一電子以某一初速度且僅在電場(chǎng)力的作用下,沿AB由點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)

9、到點(diǎn)B,所經(jīng)位置的電勢(shì)隨距A點(diǎn)的距離變化的規(guī)律如圖乙所示。以下說法正確的是()A.電子在A、B兩點(diǎn)的速度vA<vBB.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)A<BC.電子在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能EpA>EpBD.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA>EB15.在絕緣光滑的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定帶電荷量分別為QA、QB的正電荷,兩電荷的位置坐標(biāo)如圖甲所示。圖乙是AB連線之間的電勢(shì)與位置x之間的關(guān)系圖象,圖中x=L點(diǎn)為圖線的最低點(diǎn),若在x=2L的C點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)), 下列有關(guān)說法正確的是()A.小球在x=L處的速度最大B.小球一定可以到達(dá)x=-2L點(diǎn)

10、處C.小球?qū)⒁訪點(diǎn)為中心做完全對(duì)稱的往復(fù)運(yùn)動(dòng)D.固定在A、B處的電荷的電荷量之比QAQB=8116. (多選)一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能E隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中Ox2段是對(duì)稱的曲線,x2x3段是直線,則下列說法正確的是()A.從x1到x3帶電粒子的加速度一直增大B.從x1到x3帶電粒子的速度一直減小C.粒子在Ox2段做勻變速運(yùn)動(dòng),x2x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.x1、x2、x3處電勢(shì)1、2、3的關(guān)系為1>2>317. (多選)x軸上O點(diǎn)右側(cè)各點(diǎn)的電場(chǎng)方向與x軸方向一致,O點(diǎn)左側(cè)各點(diǎn)的電場(chǎng)方向與x軸方向相反,若規(guī)定向右的方向?yàn)檎较?x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)

11、強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示,該圖象關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,x1和-x1為x軸上的兩點(diǎn)。下列說法正確的是()A.O點(diǎn)的電勢(shì)最低B.x1和-x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等C.電子在x1處的電勢(shì)能大于在-x1處的電勢(shì)能D.電子從x1處由靜止釋放后,若向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng),則到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度最大答案一、選擇題1.BCUAB=Ed中的d為A、B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;由UAB=Ed可知沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)降低最快,且相同距離上電勢(shì)降落必相等,選項(xiàng)B、C正確。2.D電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直且沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右,場(chǎng)強(qiáng)大小E=Ud=100.25 V/m=40 V/m,故D項(xiàng)正確。3.B方法一:連接b、d,因Ubd

12、=20 V,可將bd等分為5份,找到4個(gè)等分點(diǎn)e、f、g、h,由圖可知e=20 V,則a、e等電勢(shì),由對(duì)稱關(guān)系可知h點(diǎn)與c點(diǎn)電勢(shì)相等,即c=8 V。方法二:因?yàn)閎c與ad平行且相等,由勻強(qiáng)電場(chǎng)特點(diǎn)可得:b-c=a-d,解得c=8 V。故選項(xiàng)B正確。4.A電場(chǎng)線是一條直線,可能來源于下列幾種情況(如圖所示),場(chǎng)源不能確定,所以B、C、D不正確,只有A正確。5.B因點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度越小,故有A-B>B-C,即B<A+C2=6 V,B正確。6.B在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,由公式U=Ed知,沿著任意方向前進(jìn)相同距離,電勢(shì)差必定相等,由于GFCB,且GF=CB,則有G-F=C-B,

13、代入數(shù)據(jù)解得C=G-F+B=8 V-3 V+2 V=7 V,同理,A-B=D-C,解得A=B+D-C=2 V+4 V-7 V=-1 V,故B正確。7.AD由勻強(qiáng)電場(chǎng)特征可知10 V-6 V=a-2 V,解得a=6 V,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤;O點(diǎn)與a點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上,所以O(shè)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向電勢(shì)為2 V的點(diǎn),選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。8.C由于油滴靜止,則油滴所受靜電力與重力等大、反向,即電場(chǎng)方向豎直向上,故A<B。由E=Fq、F=G得E=5×104 V/m,又由于d=10 mm=0.01 m,所以UBA=Ed=500 V,故選項(xiàng)C正確。9.A在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿某一方向電勢(shì)降落,則在這一方向

14、上電勢(shì)均勻降落,故OA的中點(diǎn)C的電勢(shì)C=3 V(如圖所示),因此B、C在同一等勢(shì)面上。O點(diǎn)到BC的距離d=OC sin ,而 sin =OBOB2+OC2=12,所以d=12OC=1.5×10-2 m。根據(jù)E=Ud得,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=Ud=31.5×10-2 V/m=200 V/m,故選項(xiàng)A正確。10.D勻強(qiáng)電場(chǎng)中平行的等間距的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等,故Uad=Ubc,可得d點(diǎn)電勢(shì)為14 V,故A錯(cuò)誤。Uab=8 V,故質(zhì)子從a到b電場(chǎng)力做的功W=eU=8 eV,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小了8 eV,故B錯(cuò)誤。經(jīng)計(jì)算可知,d點(diǎn)和e點(diǎn)的電勢(shì)相同,故de連線為等勢(shì)線,由于ab=

15、2bc=2L,故ade為等腰三角形,a點(diǎn)到直線de的距離為22L,由電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可得,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為42 VL,故C錯(cuò)誤。de連線為等勢(shì)線,故質(zhì)子拋出后做類平拋運(yùn)動(dòng),落到e點(diǎn)時(shí),垂直于電場(chǎng)線方向的位移為22L,所需時(shí)間t=2L2v0,故D正確。11.ACD由AC的中點(diǎn)電勢(shì)為2 V,所以BE為等勢(shì)線,CD、AF同為等勢(shì)線,故A正確;C指向A為電場(chǎng)線方向,電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=Ud=22×10×cos30°×10-2 V/m=203 3 V/m,故B錯(cuò)誤,C正確;由UED=UBC=-1 V,WED=-eUED=1.6×10-19 J,D正確。1

16、2.AC由題意可知:UAB=WABq=24 V,UAC=WACq=24 V,A=0,B=C=-24 V,BC的連線為一條等勢(shì)線,所以AD的連線也為一條等勢(shì)線,所以D=0,A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)幾何關(guān)系可求得AD和BC間的距離d=9.6 cm,電場(chǎng)強(qiáng)度E=250 N/C,C正確,D錯(cuò)誤。13.B對(duì)于-x圖象來說,斜率表示場(chǎng)強(qiáng),由圖可知圖象在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于在Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),所以粒子經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大于經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度,故A錯(cuò)誤;由圖可知,P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,所以粒子從O點(diǎn)出發(fā),到P點(diǎn)和到Q點(diǎn)電場(chǎng)力做功相等,因?yàn)榱Ｗ又皇茈妶?chǎng)力作用,所以粒子經(jīng)過P點(diǎn)和Q點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等,故B正確;由上面A的分析可知,粒子經(jīng)過

17、P點(diǎn)和Q點(diǎn)時(shí),所受的電場(chǎng)力大小不等,但是由B的分析可知速度相等,根據(jù)P=Fv可知,經(jīng)過這兩點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功的功率不相等,故C錯(cuò)誤;由圖象可知,P點(diǎn)的電勢(shì)大于零,粒子帶負(fù)電,由Ep=q可知,粒子在P點(diǎn)的電勢(shì)能為負(fù)值,故D錯(cuò)誤。14.CD根據(jù)E-x圖線可知,電場(chǎng)線沿x軸正方向,因沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,可知x1處的電勢(shì)高于x2處的電勢(shì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因點(diǎn)電荷a和b帶的電荷量分別為+q和-q,根據(jù)Ep=q,可知a和b在x1處的電勢(shì)能不相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因電場(chǎng)線沿x軸正方向,則將點(diǎn)電荷a沿x軸從x1處移到x2處,電場(chǎng)力一直做正功,選項(xiàng)C正確;因x1處的電勢(shì)高于x2處的電勢(shì),則負(fù)點(diǎn)電荷b在x1處的電勢(shì)能小

18、于在x2處的電勢(shì)能,選項(xiàng)D正確。15.ABD由題圖乙知沿x軸正方向電勢(shì)在升高,所以電場(chǎng)沿x軸負(fù)方向。電子受電場(chǎng)力方向沿x軸正方向,電子將沿Ox方向加速運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電子的電勢(shì)能減小,所以選項(xiàng)A、B正確;電勢(shì)隨x變化圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,由題圖乙可知沿Ox方向電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大,電子受電場(chǎng)力先減小后增大,電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤、選項(xiàng)D正確。16.D結(jié)合-x圖象可判斷出電場(chǎng)線的方向從A到B,電子所受的電場(chǎng)力從B到A,則電子在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,電子的動(dòng)能減小,速度減小,而電子的電勢(shì)能增大,即有vA>vB,EpA<EpB,故A、C錯(cuò)誤;由題圖乙看出,電勢(shì)逐漸降低,A>B,故B錯(cuò)誤;-x圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,由幾何知識(shí)可知,圖象切線斜率不斷減小,即從A點(diǎn)到B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)減小,則有EA>EB,故D正確。17.A根據(jù)-x圖象切線的斜率表示場(chǎng)強(qiáng)E可知,x=L處場(chǎng)強(qiáng)為零,x=L右側(cè)電場(chǎng)為負(fù),即方向向左,x=L左側(cè)電場(chǎng)為正,即方向向右;那么,小球先受到向左的電場(chǎng)力,向左做加速運(yùn)動(dòng),到x=L處加速度為0,從x=L向左運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力方向向右,小球做減速運(yùn)動(dòng),所以小球在x=L處的速度最大,故A正確。x=L處場(chǎng)強(qiáng)為零,根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)有