人教版必修第三冊2020_2021學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)7電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系含解析

1、課時分層作業(yè)（七）電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系（時間：40分鐘分值：100分）合格基礎(chǔ)練一、選擇題（本題共6小題，每小題6分，共36分）1 .關(guān)于勻強(qiáng)電場中的電場強(qiáng)度和電勢差的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.任意兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積B.沿電場線方向上，相同距離上電勢降落一定相等C.電勢降落的方向一定是電場強(qiáng)度的方向D.電勢降落最快的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向B 公式Ub= Ed中的d是沿電場強(qiáng)度的方向上兩點(diǎn)間的距離，A錯誤；沿電場線方向上，相同距離上電勢降落相等，B正確；在勻強(qiáng)電場中，沿不同方向電勢均可減小，但沿電場強(qiáng)度方向電勢降落最快，C、D錯誤。2 .如圖所示在某勻強(qiáng)電場中有

2、M N P三點(diǎn)，在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中，/岫30。、/P= 90° ,直角邊 NP的長度為4 cmu電場方向與三角形所在平面平行。已知 M N和P點(diǎn)B. 75 V/m的電勢分別為3 V、15 V和12 V,則電場強(qiáng)度的大小為（）A. 150 V/mC. 225 j'3 V/mD. 75 '3 V/mA 過P點(diǎn)作斜邊MN的垂線交MNT O點(diǎn)，由幾何知識可知 N O間5r*的距離NO= 2 cm, M O間的距離 M住6 cm,由勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)和幾何關(guān)系得O點(diǎn)的電勢為 巾。=12 V,即Q P兩點(diǎn)在同一等勢面上，電場強(qiáng)度E1（） O一 （f） MOM = 150 V/m

3、,即選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯誤。3.（多選）如圖所示，a、b、c為電場中同一條水平方向電場線上的三點(diǎn)，c為ab中點(diǎn)。a、b電勢分別為 卜=5 V, （J）b=3 V,下列敘述正確的是（）嘏=5 V6=3 V-；iJA.該電場在 c點(diǎn)處的電勢一定為 4 VB. a點(diǎn)處的場強(qiáng) E 一定大于b點(diǎn)處的場強(qiáng) EbC. 一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，電勢能一定減少D. 一正電荷運(yùn)動到 c點(diǎn)時受到的電場力由 a指向cCD 該電場不一定是勻強(qiáng)電場，無法比較a、b兩點(diǎn)的電場弓II度大小，c點(diǎn)的電勢也不定為4 V,但電場方向由b,正電荷在c點(diǎn)所受電場力方向一定由a指向c,正電荷由c運(yùn)動到b的過程中，電場力做正功，

4、電勢能一定減少，故C、D正確，A、B錯誤。4. a、b、c、d是勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn)，它們正好是一個矩形的四個頂點(diǎn)。電場線與矩形所在平面平行。已知 a點(diǎn)的電勢為20 V, b點(diǎn)的電勢為24 V, d點(diǎn)的電勢為4 V,如圖所示，由此可知c點(diǎn)的電勢為(14A. 4 VB. 8 VC. 12 VD. 24 VB 根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)，Uiad=U)c,即(j)a(j)d=(j)b(j)c,解得() c= 8 V , B 正確。5.如圖所示的勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為1.0X103 N/C , ab平行于電場線，ab=cd=4 cm, ac =bd= 3 cm。則下述計(jì)算結(jié)果正確的是()A. a、b之間的電勢差為 4

5、0 VB. a、c之間的電勢差為 50 VC.將q= 5X103 C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑 abdca移動一周，電場力做的功是一0.25 JD.將q= 5X103 C的點(diǎn)電荷沿abd從a移到d,電場力做的功是 0.25 JA 由UAb= Ed得Ub= 1.0 x 103 X 0.04 V= 40 V, A項(xiàng)正確。因?yàn)?a、c在同一等勢面上，所以Uc=0, B項(xiàng)錯誤。將電荷沿 abdca移動一周，位移為 0,故電場力做的功為 0, C項(xiàng)錯 誤。VV=W=qUb=(5X 10 3) X40 J = - 0.2 J , D項(xiàng)錯誤。6 .如圖所示，在 xOy平面內(nèi)有一個以 O為圓心、半徑 R= 0.1 m

6、的圓，P為圓周上的一 點(diǎn)，Q P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為 8。若空間存在沿 y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E= 100 V/m,則Q P兩點(diǎn)間的電勢差可表示為()A. UOf- 10sin 0 VB. Ub- 10sin 0 VC. Ub 10cos 0 VD. Ub= 10cos e VA 沿著電場線的方向電勢降低，故UOk0,在勻強(qiáng)電場中，UOp= ERSin 9 =10sin0 V ,故A正確。二、非選擇題(14分)7 .如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場中，一電場線上有相距6 cm的A、B兩點(diǎn)，且Uab= 150 V ,求：(1)電場強(qiáng)度的大小和方向;(2)電場中A、C兩點(diǎn)相距14 c

7、m, A、C兩點(diǎn)連線與電場線方向成37°夾角，則C點(diǎn)與A點(diǎn)的電勢差 UCa為多少？(已知sin 37 ° =0.6, cos 37 ° = 0.8)解析(1)電場強(qiáng)度的大小UAbdAB1500.06V/m =2.5X103 V/m方向水平向右。(2) C點(diǎn)與A點(diǎn)的電勢差UCa= EcCAcos 37 ° =- 280 V。答案(1)2.5X103 V/m 方向水平向右(2) -280 V等級過關(guān)練一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1 .(多選)如圖所示，A B兩板間電壓為600 V, A板帶正電并接地，A B兩板間距離為12 cm, C點(diǎn)離

8、A板4 cm,下列說法正確的是()1. E= 2 000 V/m , 6 c= 200 V8. E= 5 000 V/m ,()c= - 200 VC.電子在C點(diǎn)具有的電勢能為一200 eVD.電子在C點(diǎn)具有的電勢能為 200 eVBD A板接地，則其電勢為零，又因?yàn)?A B兩板間的電壓為600 V,則B板電勢為一，一 ，一， U 600 V600 V,由此知C點(diǎn)電勢為負(fù)值，則 A、B兩板間場強(qiáng) E= 岳m(xù)=50 V/cm = 5 000 V/m ,6c=Ecc= 50 V/cmX( 4 cm) = 200 V,選項(xiàng) A錯誤，B正確；電子在 C點(diǎn)具有的電勢能為200 eV,選項(xiàng)C錯誤，D正確。

9、2.（多選）如圖所示，在電場中任取一條電場線，a、b兩點(diǎn)相距為d,則（）A.a點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于 b點(diǎn)的場強(qiáng)B.a點(diǎn)的電勢一定高于 b點(diǎn)的電勢C.a、b兩點(diǎn)的電勢差一定等于Ec（E為a點(diǎn)場強(qiáng)）D.a、b兩點(diǎn)的電勢差在數(shù)值上等于單位正電荷由a沿任意路徑移到b點(diǎn)電場力所做的BD 一條電場線無法確定場強(qiáng)的強(qiáng)弱，A選項(xiàng)錯誤；沿電場線電勢逐漸降低，故a點(diǎn)的電勢一定高b點(diǎn)的電勢，B選項(xiàng)正確；勻強(qiáng)電場中，兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與間Wab距的乘積，該電場不一定為勻強(qiáng)電場，C選項(xiàng)錯誤；根據(jù)電勢差的定義式Ub=可知，a、bq兩點(diǎn)的電勢差在數(shù)值上等于單位正電荷由a沿任意路徑移到b點(diǎn)電場力所做的功，D選項(xiàng)正確。A點(diǎn)

10、為坐標(biāo)原點(diǎn)，AB方向3.如圖所示，充電的平行板電容器兩板間形成勻強(qiáng)電場，以)C 沿電場線的方向電勢逐漸降低,A、B錯誤；在勻強(qiáng)電場中電勢與場強(qiáng)的關(guān)系為U= Ed,成線性關(guān)系，C正確，D錯誤。4.在某電場中，沿 x軸上的電勢分布如圖所示，由圖可以判斷（）A.x = 2 m處電場強(qiáng)度一定為零B.x = 2 m處電場方向一定沿 x軸正方向C.沿x軸正方向，電場強(qiáng)度先增大后減小D.某負(fù)電荷沿x軸正方向移動，電勢能始終增大D 6-x圖像的斜率等于電場強(qiáng)度，則知 x=2 m處的電場強(qiáng)度不為零，故 A錯誤；隨 著x的增大電勢不斷降低，但 x=2m點(diǎn)的電場方向不一定沿 x軸正方向，故B錯誤；由圖 像看出，斜率

11、先減小后增大，則電場強(qiáng)度先減小后增大， 故C錯誤；沿x軸正方向電勢降低， 某負(fù)電荷沿x軸正方向移動，受力的方向始終指向 x軸的負(fù)方向，電場力做負(fù)功，電勢能始 終增大，故D正確。二、非選擇題(本題共2小題，共26分)9. (12分)如圖所示，勻強(qiáng)電場中有 a、b、c三點(diǎn)，ab=5 cm, bc= 12 cm,其中ab沿 電場方向，bc和電場方向成60角，一個電荷量為 q = 4xi0 8 C的正電荷從a移到b,靜電力做功為W= 1.2X10-7 J,求:(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小;(2)電荷從b移到c,靜電力做的功(3) a、c兩點(diǎn)的電勢差 Uc。W;Ub解析設(shè)a、b兩點(diǎn)的間距為 d, W

12、= qUb, E=所以E=W qd1.2 X 10 74X 10 8X5X 10 2V/m = 60 V/m(2)設(shè)b、c兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向的距離為db U>c = Edd1= bc cos 60 ° , W= qLbc由以上二式得： W= qE , bc , cos 60 = 1.44 x 10 J。(3)電荷從a移到c靜電力彳功為 W= W+ W= qLJcW+ W 1.2 x 10 7+1.44 x 10 7所以 UU= q=4. 10 8 V = 6.6 V。答案(1)60 V/m (2)1.44 X 10 7 J (3)6.6 V10. (14分)人體的細(xì)胞膜內(nèi)外存在

13、電勢差 (膜電位差)約U= 35 mV細(xì)胞膜厚度約為 d = 7.0 X 109 mt細(xì)胞膜有選擇地讓鉀或鈉離子通過，以保持細(xì)胞內(nèi)、外的電勢差和滲透壓. 當(dāng)一個一價的鈉離子(電荷量q=1.6 X10-19C)從圖中的A到B通過細(xì)胞膜時，求：(細(xì)胞膜內(nèi) 的電場看作勻強(qiáng)電場，且電勢關(guān)系為 6 a> 6 B)細(xì)胞鬟AO If1(1)它受到的靜電力多大？(2)靜電力做功是多少？(3)電勢能是增加還是減少？改變了多少？U 35X 10 3 V6解析(1) E=己=7.0><10 9 m =5.0X10 V/m則 F=qE= 1.6 X10 19X5.0 X106 N = 8.0 X10

14、 13 N。(2) WW= qU= 1.6 x 10 19X35X 10 3 J =5.6 x 10 21 J o(3)因?yàn)殪o電力做5.6 X 10 21 J的正功，所以電勢能減少, 減少了 5.6 X10 21 J。答案(1)8.0 X10 13 N(2)5.6 X10 21J減少減少了 5.6 X10 21 J會員升級服務(wù)第一撥清北季神馬，有清華北大學(xué)矗方法論課i還有清華學(xué)簫向所有的父母親述自己求學(xué)之路;衡水名校試卷悄情的上線了；掃qq新取官網(wǎng)不首發(fā)課程，很多人我沒告訴他咽1會員qq專事等你來報(bào)贈送：高中地理第五章4拋體運(yùn)動的規(guī)律A組：合格性水平訓(xùn)練1 .（平拋運(yùn)動的理解）關(guān)于平拋運(yùn)動，下

15、列說法正確的是 （）A.平拋運(yùn)動是非勻變速運(yùn)動B.平拋運(yùn)動是勻速運(yùn)動C.平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動D.平拋運(yùn)動的物體落地時的速度可能是豎直向下的答案 C解析 做平拋運(yùn)動的物體只受重力作用，產(chǎn)生恒定的加速度，是勻變速運(yùn)動，其初速度與合外力不共線，是曲線運(yùn)動，故平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動，A、B錯誤，C正確；平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動，故落地時的速度是水（或水平方向）有夾平方向的分速度和豎直方向的分速度的合速度，其方向一定與豎直方向 角，D錯誤。2.（平拋運(yùn)動的理解）從離地面h高處投出 A B、C三個小球，A球自由下落，B球以 速度V水平拋出，C球以速度2v水平拋

16、出，則它們落地時間 tA、tB、tc的關(guān)系是（不計(jì)空氣 阻力）（）A. t A< t B< t c B . t A> t B> t CC. t A< t B= t C D . t A= t B= t C答案 D解析 平拋運(yùn)動物體的飛行時間僅與高度有關(guān)，與水平方向的初速度大小無關(guān)，故tB=t C,而平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動為自由落體運(yùn)動，所以tA=tB=tC, D正確。3.（平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用）（多選）兩個物體做平拋運(yùn)動的軌跡如圖所示，設(shè)它們拋出的 初速度分別為va、vb,從拋出至碰到臺上的時間分別為ta、tb,則（）A. va> vbB. vaV vbD.C.

17、t a > t b答案 AD“，一 ，一， 12 ,一，一 ，解析 由題圖知，hb> ha,因?yàn)閔=2gt ,所以taVtb,又因?yàn)閄=vot ,且Xa>Xb,所以 va>vb, A、D 正確。4 .（平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用）如圖所示，在同一豎直面內(nèi)，小球 a、b從高度不同的兩點(diǎn)， 分別以初速度va和vb沿水平方向拋出，經(jīng)過時間 t a和tb后落到與兩拋出點(diǎn)水平距離相等的 P點(diǎn)。若不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是 （ ）A.t a >t b ,va VvbB .ta>tb,va>vbC.taVtb,vaVvbD .taVtb,va>vb答案 A解析

18、由于小球b距地面的高度小，由 h= %t2可知tbvta,而小球a、b運(yùn)動的水平距離相等，由x = v0t可知，VaVVb。由此可知 A正確。5 .（平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用）（多選）物體以初速度vo水平拋出，若不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,則當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時，以下說法中正確的是（）A.豎直分速度等于水平分速度8 .瞬時速度大小為-5vo、一 一一，、一 ,2v0C.運(yùn)動的時間為 gD.運(yùn)動的位移大小為答案 BCD解析 由位移相等可知 vot =1gt2,解得t=包，又由于vy=gt=2v0,所以v=v2+vy 2g= 45v0, s = x2+ y2=J2v0t =2*v 故 a錯

19、誤 日 c、d正確。 g6.（平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用）斜面上有P、R、S T四個點(diǎn)，如圖所示，PR= RS= ST從P點(diǎn)正上方的Q點(diǎn)以速度v水平拋出一個物體，物體落于 R點(diǎn)，若從Q點(diǎn)以速度2v水平拋出一個物體，不計(jì)空氣阻力，則物體落在斜面上的（）B. S點(diǎn)D. T點(diǎn)A. R與S間的某一點(diǎn)C. S與T間某一點(diǎn)答案 A解析 平拋運(yùn)動的時間由下落的高度決定，下落的高度越高，運(yùn)動時間越長。如果沒有斜面，從 Q點(diǎn)以速度2v平拋，物體下落至與 R等高時，其位置恰位于 S點(diǎn)的正下方的一 點(diǎn)，但實(shí)際當(dāng)中斜面阻礙了物體的下落，物體會落在R與S點(diǎn)之間斜面上的某個位置，A項(xiàng)正確。7 .（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動問題 ）兩個

20、相同高度的斜面傾角分別為 30°、60° ,兩小球 分別由斜面頂端以相同水平速度 v水平拋出，如圖所示，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)兩球都能落在 斜面上，則分別向左、右兩側(cè)拋出的小球下落高度之比為（ ）C. 1答案解析 分別將e根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律以及落在斜面上的特點(diǎn)可知,為30。、60。代入可得兩球平拋所經(jīng)歷的時間之比為x=vt , y=1gt2, tan e =-X,1 ： 3,兩球下落高度之比為1 ： 9, C正確。8 .（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動問題 ）跳臺滑雪是勇敢者的運(yùn)動，運(yùn)動員在專用滑雪板上，不帶雪杖在助滑路上獲得高速后水平飛出，在空中飛行一段距離后著陸，這項(xiàng)運(yùn)動極為壯觀。設(shè)

21、一位運(yùn)動員由a點(diǎn)沿水平方向躍起，到山坡 b點(diǎn)著陸，如圖所示。測得a、b間距離L=40 mq山坡傾角0 =30° ,山坡可以看成一個斜面。試計(jì)算 （不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2）：（1）運(yùn)動員起跳后在空中從 a至b飛行的時間;（2）運(yùn)動員在a點(diǎn)的起跳速度大小。答案 （1）2 s （2）10 ,;3 m/s解析（1）運(yùn)動員做平拋運(yùn)動，其位移為L,將位移分解，其豎直方向上的位移Lsin 01 .2X40Xsin3010=理 /口/2Lsin 0解得 t= 7-g-= 水平方向上的位移Lcos 0 = vet解得運(yùn)動員在a點(diǎn)的起跳速度V0=10，3 m/s。B組：等級性水平訓(xùn)練9 .（綜

22、合）如圖所示，從一根內(nèi)壁光滑的空心豎直鋼管A的上端邊緣，沿直徑方向向管內(nèi)水平拋入一鋼球，球與管壁多次相碰后落地（球與管壁相碰時間不計(jì)）。若換一根等高但較 粗的內(nèi)壁光滑的空心豎直鋼管B,用同樣的方法拋入此鋼球，則運(yùn)動時間（）A在A管中的球運(yùn)動時間長B.在B管中的球運(yùn)動時間長C.在兩管中的球運(yùn)動時間一樣長D.無法確定答案 C解析 小球被拋出后，做平拋運(yùn)動，與管壁發(fā)生碰撞，水平方向速度反向，豎直方向速度不變，豎直方向仍然只受重力，做自由落體運(yùn)動，小球的落地時間只取決于豎直高度，所以從同一高度水平拋出，小球在空中的運(yùn)動時間不會改變。故選Co10 .（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動問題 ）如圖所示，從傾角為e的斜

23、面上的a點(diǎn)，以水平速度V0拋出一個小球，不計(jì)空氣阻力,它落在斜面B點(diǎn)所用的時間為（）A 2vosin 92votan 9C.gvosin 9 g-D.答案解析B點(diǎn)時豎直速度為V0tan 9 g速度與水平方向的夾角為（3 ,由推論知tan （3一一Vy ,一Vy 2votan 0 人= 2tan 0 ,而且 tan B = 丁，所以 vy=2v°tan 0 ,故 t=g=g，B 正確。11 .（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動問題）一水平拋出的小球落到一傾角為3的斜面上時，其速度方向與斜面垂直，運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示。則小球在豎直方向下落的距離與水平方向通過的距離之比為（）A tan (3 B .

24、 2tan (3答案 DC. tan (31D.2tan (3解析設(shè)小球在豎直方向下落的距離y與水平方向通過的距離x之比等于tan “，即y =xtan a ,如圖所示。又 tan 0 =;tan 0 = 2tan a ,所以 y=tan a tan (3x12 .（ 一般拋體運(yùn)動問題）（多選）如圖所示，水平地面上不同位置的三個小球斜上拋，沿三條不同的路徑運(yùn)動最終落在同一點(diǎn)，三條路徑的最高點(diǎn)是等高的， 若忽略空氣阻力的影響,下列說法正確的是（）A.沿路徑1拋出的小球落地的速率最大B.沿路徑3拋出的小球在空中運(yùn)動的時間最長C.三個小球拋出的初速度豎直分量相等D.三個小球拋出的初速度水平分量相等答案 AC解析 根據(jù)運(yùn)動的合成與分解，將初速度分解為