2019-2020學(xué)年高中物理課時(shí)作業(yè)5電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系含解析粵教版選修3-120191116

1、PAGE PAGE - 7 -課時(shí)分層作業(yè)(五)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系(時(shí)間：40分鐘分值：100分)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練選擇題(本題共8小題，每小題6分)1(多選)在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)相距為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，把一個(gè)電量為q的負(fù)電荷由a移到b點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功W，以下說(shuō)法正確的是()Aa點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低Ba、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小為UEdCa、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小為Ueq f(W,q)D該電荷在b點(diǎn)電勢(shì)能較a點(diǎn)大AC由題意電場(chǎng)力做正功W知，逆著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，A對(duì)；電勢(shì)能減少，D錯(cuò)；a、b兩點(diǎn)連線不一定是沿電場(chǎng)線方向，B錯(cuò)；由靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系知，C對(duì)故選A、C.2.如圖是一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)

2、面示意圖，每?jī)蓚€(gè)相鄰的等勢(shì)面相距2 cm，由此可以確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和數(shù)值是()A豎直向下，E100 V/mB水平向左，E100 V/mC水平向左，E200 V/mD水平向右，E200 V/mB電場(chǎng)強(qiáng)度Eeq f(U,d)100 V/m，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直于等勢(shì)面指向電勢(shì)降落的方向，即水平向左，選項(xiàng)B正確3.如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，a50 V，c20 V，則a、c連線中點(diǎn)b的電勢(shì)b為()A等于35 VB大于35 VC小于35 VD等于15 VC從電場(chǎng)線疏密可以看出EaEbEc，由公式UEd可以判斷UabUbc，所以bbcBEaEbEcCabbcDEaEbEcA沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低

3、，故abc，A對(duì)由于題目只提供了未知電場(chǎng)的一條電場(chǎng)線，故無(wú)法判斷a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系，也就無(wú)法判斷a、b間與b、c間的電勢(shì)差的大小關(guān)系，B、C、D錯(cuò)7.勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成的等邊三角形，邊長(zhǎng)均為4 cm，將一帶電荷量q1.01010 C的正電荷(不計(jì)重力)，從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為eq r(3)109 J，若把同一電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功也為eq r(3)109 J，那么該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小是()A5102 V/mBeq r(3)102 V/mCeq r(5)102 V/mD5102 V/mA如圖所示，把正電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)分別移到C點(diǎn)或B點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功相同，根據(jù)Wq

4、U可知，B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相同，在同一等勢(shì)面上，由于電場(chǎng)中的等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，可見(jiàn)A點(diǎn)與BC等勢(shì)面在場(chǎng)強(qiáng)方向的距離dABsin 604102eq f(r(3),2) m2eq r(3)102 m.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UABeq f(W,q)eq f(r(3)109,1.01010) V10eq r(3) V.該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度Eeq f(U,d)eq f(10r(3),2r(3)102) V/m5102 V/m.8.(多選)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球以初速度v0從斜面底端A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑，當(dāng)?shù)竭_(dá)斜面頂端B點(diǎn)時(shí)，速度仍為v0，則()AA、B兩點(diǎn)間

5、的電勢(shì)差一定等于eq f(mgLsin ,q)B小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能C若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值一定為eq f(mgsin ,q)D若該電場(chǎng)是斜面中垂線上某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正電荷AC根據(jù)動(dòng)能定理得：mgLsin qUAB0，得到UABeq f(mgLsin ,q)，故選項(xiàng)A正確；小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少，則小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在A點(diǎn)的電勢(shì)能，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電場(chǎng)力與重力、支持力的合力為零時(shí)，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小球速度仍為v0，小球的重力沿斜面向下的分力為mgsin ，則當(dāng)電場(chǎng)力沿斜面向上，大小為F

6、mgsin 時(shí)，電場(chǎng)力最小，場(chǎng)強(qiáng)最小，又電場(chǎng)力FEq，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的最小值一定是eq f(mgsin ,q)，故選項(xiàng)C正確；若該電場(chǎng)是斜面中垂線上某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，則小球在A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等，電勢(shì)能相等，重力做負(fù)功，小球到達(dá)B點(diǎn)的速度小于v0，與題意不符，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤能力提升練一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1.(多選)如圖所示，虛線表示一簇關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)的等勢(shì)面，在x軸上有A、B兩點(diǎn)，則()AA、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸同向BA、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸反向CA點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EA大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EBDA點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EA小于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EBAD由電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系可知，電場(chǎng)線一定與等勢(shì)面垂直，由電勢(shì)

7、較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面，作出相應(yīng)的電場(chǎng)線的分布，如圖所示則可知A，B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸同向由電場(chǎng)線的疏密可知，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EA小于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EB.故正確答案為A、D.2.如圖所示，A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知ACBC，ABC60，BC20 cm.把一個(gè)帶電量q105C的正電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為零；從B移到C，電場(chǎng)力做功為1.73103J，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是()A865 V/m，垂直AC向左B865 V/m，垂直AC向右C1 000 V/m，垂直AB斜向上D1 000 V/m，垂直AB斜向下D由題意知題圖中直線AB即為等勢(shì)線，場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)垂直于等勢(shì)線，可見(jiàn)，選項(xiàng)A

8、、B不正確UBCeq f(WBC,q)eq f(1.73103,105)V173 V，B點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)低173 V，所以場(chǎng)強(qiáng)方向必垂直于AB斜向下場(chǎng)強(qiáng)大小Eeq f(U,d)eq f(U,BCsin60)eq f(173,0.2f(r(3),2)V/m1 000 V/m.選項(xiàng)D正確3.(多選)如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與此平面平行，M為a、c連線的中點(diǎn)，N為b、d連線的中點(diǎn)一電荷量為q(q0)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W1；若該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W2.下列說(shuō)法正確的是()A此勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行B若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)

9、到N點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功一定為eq f(W1W2,2)C若c、d之間的距離為L(zhǎng)，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小一定為eq f(W2,qL)D若W1W2，則a、M兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差BD由題意得，(ab)qW1，(cd)qW2，只能得出a、b兩點(diǎn)間和c、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)關(guān)系，無(wú)法確定場(chǎng)強(qiáng)的方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若c、d之間的距離為L(zhǎng)，因無(wú)法確定場(chǎng)強(qiáng)的方向，故無(wú)法確定場(chǎng)強(qiáng)的大小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于Meq f(ac,2)、Neq f(bd,2)、WMNq(MN)，上述式子聯(lián)立求解得粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)電場(chǎng)力做的功為WMNeq f(W1W2,2)，所以B正確；若W1W2，有abcd，變形可得acbd

10、，又aMaeq f(ac,2)eq f(ac,2)，bNbeq f(bd,2)eq f(bd,2)，所以aMbN，D正確4.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一邊長(zhǎng)為a的等邊三角形，電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于紙面現(xiàn)有一電子，在電場(chǎng)力作用下，由A至C動(dòng)能減少W，而質(zhì)子在電場(chǎng)力作用下，由A到B動(dòng)能增加W，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)E的大小和方向的判定正確的是()AEeq f(2r(3)W,3ae)，方向垂直BC并由A指向BCBEeq f(r(3)W,6ae)，方向垂直BC并由A指向BCCEeq f(2 r(3)W,3ae)，方向垂直AC并由B指向ACDEeq f(r(3)W,6ae)，方向垂直AB并由C指向ABA

11、電子在電場(chǎng)力作用下由A到C，克服電場(chǎng)力做功為W，質(zhì)子從A到B電場(chǎng)力做功為W，則質(zhì)子從A到C電場(chǎng)力做功也為W，因此B、C兩點(diǎn)是等勢(shì)點(diǎn)，B、C的連線為勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)線，電場(chǎng)線垂直于BC，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向從A指向BC.A到BC的距離為asin 60eq f(r(3),2)a，則Eeeq f(r(3),2)aW，所以Eeq f(2 r(3)W,3ae).二、非選擇題(28分)5.(14分)如圖中畫(huà)出了一個(gè)電場(chǎng)中的一簇互相平行且等間距的等勢(shì)面，并標(biāo)出了各等勢(shì)面的電勢(shì)值電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)所處位置如圖所示，它們之間的距離為5 cm，兩點(diǎn)連線與等勢(shì)面夾角為37，一個(gè)電量為3103 C的粒子正好靜止在此電場(chǎng)中，則此

12、粒子重力為多少？解析根據(jù)題意可知，A、B兩點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向(垂直于等勢(shì)面方向)的距離為dABsin 3751020.6 m3102 m，A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UABAB(4020) V20 V所以電場(chǎng)強(qiáng)度Eeq f(UAB,d)eq f(20,3102) V/meq f(2,3)103 V/m設(shè)粒子重力為G，由平衡條件得GqE3103eq f(2,3)103 N2 N.答案2 N6.(14分)如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與AC平行，把帶電荷量108 C的負(fù)電荷從A移至B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功6108 J，AB長(zhǎng)6 cm，AB與AC的夾角為60.求：(1)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；(2)設(shè)B處電勢(shì)為1 V，則A處電勢(shì)為多少？解析(1)將負(fù)電荷從A移至B，電場(chǎng)力做正功，所以電荷所受電場(chǎng)力方向沿A至C，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷的受力方向相反，所以場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)為C至A方向由WqU得Ueq f(W,q)eq f(6108J,108C)6 V，、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差