物理選修3-1第一章第六節(jié)習(xí)題及答案

1、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 【測(cè)控導(dǎo)航】知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的區(qū)別4、52.Uab=Ed的理解及應(yīng)用1、2、6、73.E、U、Ep等的綜合應(yīng)用3、8、9、10鞏固基礎(chǔ)1.下列對(duì)關(guān)系式Uab=Ed的理解,正確的是(C)A.式中的d是a、b兩點(diǎn)間的距離B.a、b兩點(diǎn)間距離越大,電勢(shì)差越大C.d是a、b兩個(gè)等勢(shì)面的距離D.此式適用于任何電場(chǎng)解析:公式Uab=Ed只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),其中d為沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上的距離,故選項(xiàng)C正確.2.如圖所示,在E=500 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,a、b兩點(diǎn)相距d=2 cm,它們的連線跟場(chǎng)強(qiáng)方向的夾角是60°,則Uab等于(C)A.5 VB.10 VC.-5 VD

2、.-10 V解析:在電場(chǎng)線方向上a、b兩點(diǎn)間的距離(或a、b兩點(diǎn)所在等勢(shì)面間的距離)為d'=d·cos 60°=1 cm則|Uab|=Ed'=500×10-2 V=5 V.由題圖可知a<b,故Uab<0,所以Uab=-5 V.3.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為1×103 N/C,ab=dc=4 cm,bc=ad=3 cm,則下述計(jì)算結(jié)果正確的是(C)A.ab之間的電勢(shì)差為4 000 VB.ac之間的電勢(shì)差為50 VC.將q=-5×10-3 C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcda移動(dòng)一周,靜電力做功為零D.將q=-5×10

3、-3 C的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c,靜電力做功都是-0.25 J解析:Uab=E·ab=1×103×0.04 V=40 V,選項(xiàng)A錯(cuò);Uac=Uab=40 V,選項(xiàng)B錯(cuò);將負(fù)點(diǎn)電荷移動(dòng)一周,電勢(shì)差為零,靜電力做功為零,故選項(xiàng)C對(duì);Wac=qUac=-5×10-3×40 J=-0.2 J,選項(xiàng)D錯(cuò).4.(2012濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校檢測(cè))關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是(B)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,任何相同距離上電勢(shì)降落必定相等C.電勢(shì)降低的方向必是場(chǎng)強(qiáng)方向D.在相同距離的兩點(diǎn)上,

4、電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)也大解析:公式E=Ud中,d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上兩點(diǎn)的距離,由此很容易判斷出選項(xiàng)A、D錯(cuò),B正確.場(chǎng)強(qiáng)的方向是電勢(shì)降低“最快”的方向而不是指電勢(shì)降低的方向,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 正確理解公式U=Ed或E=Ud中各物理量的物理含義,特別是d的物理意義,是分析場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差關(guān)系的關(guān)鍵.5.關(guān)于靜電場(chǎng),下列結(jié)論普遍成立的是(C)A.電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高,電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方電勢(shì)低B.電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)C.在靜電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向D.在場(chǎng)強(qiáng)大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷,靜電力做功多解析:電勢(shì)的高低與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小無(wú)關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò);電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不僅與這

5、兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān),還與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離有關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò);在D項(xiàng)中W=qEd,靜電力做功不僅與電場(chǎng)強(qiáng)度E有關(guān),還與沿電場(chǎng)方向的距離d有關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò).只有選項(xiàng)C正確.6.如圖所示,場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn),且AB=BC=d,則(D)A.UAB=32UBCB.UAB=12UBCC.UAC=3UABD.UAC=3UBC解析:由U=Ed可求出UBC=Edcos 60°=12Ed,UAB=Ed=2UBC,UAC=UAB+UBC=32UAB=3UBC,故選項(xiàng)D正確.7.如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R=0.1 m的圓,P為圓周上的一點(diǎn),O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾

6、角為.若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=100 V/m,則O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為(A)A.UOP=-10sin (V)B.UOP=10sin (V)C.UOP=-10cos (V)D.UOP=10cos (V)解析:U=Ed中d為兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離,本題中為PM=OPsin ,又沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,所以UOP=-E·PM=-10sin (V),所以選項(xiàng)A正確.提升能力8.(2013玉溪一中高二上學(xué)期期中)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中建立如圖所示的直角坐標(biāo)系Oxyz,M、N、P為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn),M點(diǎn)的坐標(biāo)(0,a,0),N點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,0,0),P點(diǎn)的坐標(biāo)為a

7、,a2,a2.已知電場(chǎng)方向平行于直線MN,M點(diǎn)電勢(shì)為0,N點(diǎn)電勢(shì)為1 V,則P點(diǎn)的電勢(shì)為(D)A.22 VB.32 VC.14 VD.34 V解析:如圖所示,作出M、N、P三者在xOy平面內(nèi)的相對(duì)位置,則場(chǎng)強(qiáng)方向沿NM,O1、O2分別是MN連線的2等分點(diǎn)和4等分點(diǎn),A是ON的2等分點(diǎn),由幾何知識(shí)知道,AP連線垂直于場(chǎng)強(qiáng)E,故P、O2、A三點(diǎn)為等勢(shì)點(diǎn).MN間的距離為2a,O2點(diǎn)離M點(diǎn)的距離為324a,則P點(diǎn)電勢(shì)P=342a2a×1 V=34 V,應(yīng)選D.9.(2013淮北一中高二上學(xué)期10月月考)兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn),兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系

8、如圖所示,其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零,ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高,則(A)A.NC間場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零C.C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功解析:E=x,x圖象上各點(diǎn)切線的斜率絕對(duì)值表示各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小,顯然N點(diǎn)和A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均不為零,而C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零,所以選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤;從N點(diǎn)到C點(diǎn)電勢(shì)逐漸增大,說(shuō)明逆著電場(chǎng)線方向,所以NC間場(chǎng)強(qiáng)方向從C指向N,即x軸負(fù)方向,選項(xiàng)A正確;將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電勢(shì)先增大后減小,電勢(shì)能先減小后增大,電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.10.如圖所示,P、Q兩金屬板間的電勢(shì)差為

9、50 V,板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),方向水平向左,板間的距離d=10 cm,其中Q板接地,兩板間的A點(diǎn)距P板4 cm.求: (1)P板及A點(diǎn)的電勢(shì).(2)保持兩板間的電勢(shì)差不變,而將Q板向左平移5 cm,則A點(diǎn)的電勢(shì)將變?yōu)槎嗌?解析:板間電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左,可見(jiàn)Q板是電勢(shì)最高處.Q板接地,則電勢(shì)Q=0,板間各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)值.(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E=Ud=5010×10-2 V/m=5×102 V/mQ、A間電勢(shì)差UQ A=Ed'=5×102×(10-4)×10-2 V=30 V.則A點(diǎn)電勢(shì)A=-30 V,P板電勢(shì)P=-50 V.(2)當(dāng)Q板向左平移5 cm時(shí),兩板間距離d1=10 cm-5 cm=5 cm.Q板與A點(diǎn)間距離變?yōu)閐=(10-4) cm-5 cm=1 cm電場(chǎng)強(qiáng)度E&