高二物理同步訓練：16《電勢差與電場強度的關(guān)系》(新人教版選修3-1)

1、高二物理同步訓練試題解析一、選擇題1如圖1614為某勻強電場的等勢面分布圖，每兩個相鄰等勢面相距2 cm，則該勻強電場的場強大小和方向分別為()圖1614AE100 V/m，豎直向下BE100 V/m，豎直向上CE100 V/m，水平向左DE100 V/m，水平向右解析：選C.電場方向與等勢面垂直且指向電勢降低的方向，故電場方向水平向左，由UEd可得：Eeq f(U,d)eq f(2,2102) V/m100 V/m，故C正確2.如圖1615所示，圓O所在的平面內(nèi)有勻強電場存在，電場方向與圓面平行一個帶正電荷的微粒(不計重力)從圖中A點出發(fā)，以相同的初動能在圓內(nèi)向各個方向運動，圖中AB是圓的一

2、條直徑，BAC30，已知只有當該微粒從圖中C點處離開圓面時，動能才能達到最大值，則平面內(nèi)的電場線方向為()圖1615A沿AB方向B沿AC方向C沿OC方向 D沿BC方向解析：選C.由WUq可知，微粒由A射入到從C離開圓面時，動能最大，說明A、C兩點的電勢差最大，故知C點為圓上電勢最低的點，過C的切線為電勢最低的等勢面，故電場方向為沿OC方向，C正確3.(2011年湖北黃岡質(zhì)檢)如圖1616所示，圖中五點均在勻強電場中，它們剛好是一個圓的四個等分點和圓心已知電場線與圓所在平面平行下列有關(guān)圓心O和等分點a的電勢、電場強度的相關(guān)描述正確的是()圖1616Aa點的電勢為6 VBa點的電勢為2 VCO點的

3、場強方向指向a點DO點的場強方向指向電勢為2 V的點解析：選AD.由勻強電場特征可知：在勻強電場中，沿某一直線若存在電勢變化，則沿與該直線平行的其他直線也會存在相同的電勢變化規(guī)律，所以有10 V6 Va2 V，解得a6 V，選項A正確、B錯誤；O點與a點處于同一等勢面上，所以O(shè)點場強方向垂直O(jiān)與a連線指向電勢為2 V的點，選項C錯誤、選項D正確4如圖1617中，a、b、c、d、e五點在一直線上，b、c兩點間的距離等于d、e兩點間的距離在a點固定放置一個點電荷，帶電荷量為Q，已知在Q的電場中b、c兩點間的電勢差為U，將另一個點電荷q從d點移動到e點過程中，下列說法正確的是()圖1617A電場力做

4、功qUB克服電場力做功qUC電場力做功大于qU D電場力做功小于qU解析：選D.離點電荷Q越遠，電場越弱，由UEd可得UdeUbcU，故將q由d移到e點，電場力做正功，且小于Uq，D正確5如圖1618中A、B、C三點都在勻強電場中，已知ACBC，ABC60，BC20 cm，把一個電荷量q105C的正電荷從A移到B，靜電力做功為零，從B移到C，靜電力做功為1.73103J，則該勻強電場的場強大小和方向是()圖1618A865 V/m，垂直AC向左B865 V/m，垂直AC向右C1000 V/m，垂直AB斜向上D1000 V/m，垂直AB斜向下解析：選D.把電荷q從A移到B，靜電力不做功，說明A、

5、B兩點在同一等勢面上，因該電場為勻強電場，等勢面應為平面，故圖中直線AB即為等勢線，場強方向垂直于等勢面，可見，選項A、B不正確UBCeq f(WBC,q)eq f(1.73103,105)V173 V，B點電勢比C點低173 V，因電場線指向電勢降低的方向，所以場強的方向必垂直于AB斜向下，場強大小Eeq f(U,d)eq f(U,Bxto(C)sin60)eq f(173,0.2 f(r(3),2) V/m1000 V/m，因此選項D正確，C錯誤6如圖1619所示，一條絕緣細線，上端固定，下端拴一個質(zhì)量為m的帶電小球?qū)⑺糜谝粍驈婋妶鲋?，電場強度大小為E，方向水平向右當細線離開豎直位置的偏

6、角為時，小球處于平衡狀態(tài)，則小球所帶的電荷量為()圖1619A.eq f(mg,E)sin B.eq f(mg,E)cosC.eq f(mg,E)tan D.eq f(mg,E)cot解析：選C.對小球受力分析如圖所示，由物體的平衡條件得：FcosmgFsinEq可得：qeq f(mg,E)tan，故C正確7.如圖1620所示，在沿x軸正向的勻強電場E中，有一動點A以O(shè)為圓心，r為半徑做逆時針轉(zhuǎn)動，當OA與x軸正向成角時，O、A兩點間的電勢差為 ()圖1620AUOAEr BUOAErsinCUOAErcos DUOAErcos解析：選C.由圖可知OA沿場強方向的距離dOAcosrcos，故U

7、OAEdErcos.故C正確8如圖1621所示，一電場的電場線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OMMN.P點在y軸右側(cè)，MPON.則()圖1621AM點的電勢比P點的電勢高B將負電荷由O點移動到P點，電場力做正功CM、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差D在O點靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運動解析：選AD.作出過點M的等勢線，因電場線與等勢線是正交的，且沿電場線方向電勢是降低的，故A正確將負電荷從O點移到P點時，因所處位置電勢降低，其電勢能增大，故應是克服電場力做功，B錯誤由eq xto(E)U/d及電場線疏密程度知O、M兩點間電勢差應大于M、N

8、兩點間電勢差，C錯誤沿y軸上各點場強方向相同，故從O點由靜止釋放的帶正電粒子運動中始終受到沿y軸正方向的外力，D正確9.如圖1622所示，空間有平行于紙面的勻強電場一電荷量為q的質(zhì)點(重力不計)在恒定拉力F的作用下沿虛線由M勻速運動到N，如圖所示已知力F和MN間夾角為，M、N間距離為d，則()圖1622AM、N兩點的電勢差為eq f(Fdcos,q)B勻強電場的電場強度大小為eq f(F cos,q)C帶電質(zhì)點由M運動到N的過程中，電勢能減少了FdcosD若要使帶電質(zhì)點由N向M做勻速直線運動，則F必須反向解析：選A.由于重力不計，質(zhì)點勻速運動，所受拉力F與電場力大小相等、方向相反從M到N過程中

9、，電場力做功W電Fdcos，M、N兩點的電勢差UMNeq f(W電,q)eq f(Fdcos,q)，A項正確；勻強電場場強Eeq f(F,q)，B項不正確；此過程中，電場力做負功，電勢能增加，C項不正確若要使帶電質(zhì)點由N向M做勻速直線運動，則所受合力一定為零 ，因此F必須沿原方向，D項不正確二、計算題10.如圖1623所示，A、B、C為勻強電場中的三個點，已知A12 V，B6 V，C6 V試畫出該電場的電場線，并保留作圖時所用的輔助線(用虛線表示)圖1623解析：連接A、C，將線AC三等分，等分點為D、E，則D6 V，連接BD即為電場中的一個等勢面，過A、E、C三點分別作BD的平行線得到另外三

10、個等勢面，過A、B、C三點分別作和等勢面的垂線，即為三條電場線，方向由高電勢指向低電勢，如圖所示答案：見解析11如圖1624所示是一組不知方向的勻強電場的電場線，把1.0106 C的負電荷從A點沿水平線移到B點，靜電力做了2.0106 J的功A、B兩點間的距離為2 cm，問：圖1624(1)勻強電場的場強為多大？方向如何？(2)A、B兩點間的電勢差為多大？解析：根據(jù)電勢差的定義式，UABeq f(WAB,q)eq f(2.0106,1.0106) V2 V設(shè)A、B兩點所在等勢面間的距離為d，則dABcos6020.5 cm1 cm所以，Eeq f(|UAB|,d)eq f(|2|,1102)

11、V/m200 V/m因為UABAB2 V0所以AB，而電場線方向是由高電勢指向低電勢，因而電場方向沿直線由下而上答案：(1)200 V/m方向沿直線由下而上(2)2 V12如圖1625所示的電場，等勢面是一簇互相平行的豎直平面，間隔均為d，各面電勢已在圖中標出，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0，方向與水平方向成45角斜向上射入電場，要使小球做直線運動問：圖1625(1)小球應帶何種電荷？電荷量是多少？(2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(電場足夠大) 解析：(1)如圖甲所示，電場線水平向左，由題意知，只有小球受到向左的電場力，電場力和重力的合力才有可能與初速度的方向在一條直線上，所以小球帶正電由圖乙可知，E