高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng)第6節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 精品

第6節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（滿分100分，60分鐘完成）班級(jí)_______姓名_______目的要求：1．理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系U＝Ed，并能能夠推導(dǎo)出這個(gè)關(guān)系式；2．會(huì)用公式U＝Ed進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。第Ⅰ卷(選擇題共48分)一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)的得6分，對(duì)而不全得3分。選錯(cuò)或不選的得0分。1．關(guān)于靜電場(chǎng)的說(shuō)法中，正確的是 （） A．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)間的距離成正比 B．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)降低的方向就是場(chǎng)強(qiáng)的方向 C．電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力 D．若電場(chǎng)力對(duì)電荷作正功，電荷的電勢(shì)能一定減小，而動(dòng)能不一定增加2．如圖1所示，為某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示過(guò)a、b兩點(diǎn)的等勢(shì)面，電勢(shì)分別為φa＝5V，φc＝3V。那么a、c連線的中點(diǎn)b的電勢(shì)φb為 （）abc圖1 A．φbabc圖1 B．φb＞4VC．φb＜4V D．上述情況都有可能3．如圖2所示，在電場(chǎng)中任意取一條電場(chǎng)線，電場(chǎng)線上的a、b兩點(diǎn)相距為d，則（） A．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)ab圖2 B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)一定高于ab圖2 C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定等于Ed(E為a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)) D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于單位正電荷由a點(diǎn)沿任意路徑移到b點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功4．如圖3所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E，A與B兩點(diǎn)間的距離為d，AB與電場(chǎng)線夾角為α，則A與B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 （）圖3EdBA圖3EdBAαB．Edcosα C．Edsinα D．Edtanα5．如圖4所示，A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60o，＝20cm，把一個(gè)電量q＝×10－5C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－×10－3J，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是 （）圖4 A．866V/m，垂直AC向上圖4 B．866V/m，垂直AC向下 C．1000V/m，垂直AB斜向上 D．1000V/m，垂直AB斜向下6．如圖5所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E＝103N/C，ab＝cd＝4cm，bc＝ad＝3cm．則下述計(jì)算結(jié)果正確的是 （）abd圖5cEabd圖5cE B．a(chǎn)c之間的電勢(shì)差為50V C．將q＝－5×10－3C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcd D．將q＝－5×10－3C的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c7．在水平放置的平行金屬板之間有一個(gè)帶電液滴，恰巧靜止，液滴所帶電量為×10－19C，重力為×10－14N，若板間距為10mm，則兩板間的電壓為 A．500V B．1000V C．1500V D．2000V8．平行金屬板水平放置，板間距為0.6cm，兩板接上6kV電壓，板間有一個(gè)帶電液滴質(zhì)量為×10－10g，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則油滴上有元電荷數(shù)目是 A．3×106 B．30 C．10 D．3×104第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）二、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共5小題，每小題5分，共25分。把正確答案填寫在題中橫線上或按要求作答。9．電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)與等勢(shì)面的關(guān)系：（1）電場(chǎng)線與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系：電場(chǎng)線越密的地方，表示場(chǎng)強(qiáng)越___________，電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的___________方向；（2）電場(chǎng)線與電勢(shì)關(guān)系：沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越___________；（3）電場(chǎng)線與等勢(shì)面關(guān)系：電場(chǎng)線與通過(guò)該處的等勢(shì)面___________；（4）場(chǎng)強(qiáng)大小與電勢(shì)高低___________關(guān)系；（5）場(chǎng)強(qiáng)與等勢(shì)面的關(guān)系：場(chǎng)強(qiáng)與通過(guò)該處的等勢(shì)面___________，且由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，等勢(shì)面密集的地方場(chǎng)強(qiáng)___________。10．一質(zhì)量為m的帶電小球，靜止在兩塊帶電平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，此時(shí)兩板間電壓為300V；若將該電壓降到60V，其它條件不變，則小球的加速度為___________m/s2。AB圖611．如圖6所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，那么電場(chǎng)線的方向是___________；A、B兩點(diǎn)電勢(shì)φA___________φB；負(fù)電荷在A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能εA___________εAB圖6圖760°EMN12．如圖7所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中M、N兩點(diǎn)間的距離為2cm，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U＝5V，MN連線與電場(chǎng)強(qiáng)度方向成60o，則此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)圖760°EMN53oABabc圖813．如圖8所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有三個(gè)等勢(shì)面a、b、c，電勢(shì)分別為φa＝－10V、φb＝0V、φc＝10V，A、B兩點(diǎn)間相距2.5cm，A53oABabc圖8三、計(jì)算題：本大題共2小題，計(jì)27分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。14．（12分）如圖9所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，它們間距為2cm，兩點(diǎn)的連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成60°角。將一個(gè)電量為－2×10－5C的電荷由A移到B，其電勢(shì)能增加了圖9 （1）在此過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)該電荷做了多少功？圖9 （2）A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為多少？ （3）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大？15．（15分）如圖10所示，A、B、C、D為勻強(qiáng)電場(chǎng)中相鄰兩個(gè)電勢(shì)差都相等的四個(gè)等勢(shì)面，一個(gè)電子經(jīng)等勢(shì)面A時(shí)，動(dòng)能為20eV；經(jīng)等勢(shì)面B時(shí)，電勢(shì)能為－10eV；到等勢(shì)面C時(shí)，速度剛好為零。已知B、D間距離為0.15m，求：（已知電子的電荷量為－×l0－19C，質(zhì)量m＝×10－圖10m－eABC圖10m－eABCD （2）電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E； （3）電子飛經(jīng)B面時(shí)的速度vB。第6節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系參考答案一、選擇題：1．【答案】D【點(diǎn)撥】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，只有在同一確定方向比較，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差才與這兩點(diǎn)間的距離成正比，A錯(cuò)誤；在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)降低最快的方向是場(chǎng)強(qiáng)的方向，B錯(cuò)誤；電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力不做功，但是受到電場(chǎng)力，只是電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，做負(fù)功，電勢(shì)能增加，但是動(dòng)能的變化跟合外力做功有關(guān)，D正確。2．【答案】C【點(diǎn)撥】由U＝Ed，在d相同時(shí)，E越大，電勢(shì)差U也越大。因此Uab＞Ubc，C正確。3．【答案】BD【點(diǎn)撥】一條電場(chǎng)線不能判斷場(chǎng)強(qiáng)的大小，A錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，B正確；因不一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不一定等于Ed，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做功W＝qU，令q＝＋1，則W＝U，D正確。4．【答案】B【點(diǎn)撥】公式UAB＝Ed，其中的d是沿著電場(chǎng)線的距離，B正確。5．【答案】D【點(diǎn)撥】正電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為零，表明AB兩點(diǎn)電勢(shì)相等，電場(chǎng)線垂直AB連線。正電荷從B移到C，電場(chǎng)力做負(fù)功，表明C點(diǎn)電勢(shì)高，由電場(chǎng)力做功W＝qEsin60o得：E＝1000V/m，D正確。6．【答案】AC【點(diǎn)撥】a、b間的電勢(shì)差U＝Ed＝103×＝40V，A正確；b、c在同一等勢(shì)面上，所以a、c間的電勢(shì)差與a、b間的電勢(shì)差相等，B錯(cuò)誤；電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)力做功只跟始末位置有關(guān)，所以將點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcd移動(dòng)一周，電場(chǎng)力做功為零，C正確；將點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c，電場(chǎng)力做功都是－，D錯(cuò)誤。7．【答案】A【點(diǎn)撥】液滴受力平衡，有，得U＝500V，A正確。8．【答案】B【點(diǎn)撥】液滴受力平衡有，解得q＝×10－18，元電荷數(shù)30，解得答案B正確。二、填空、實(shí)驗(yàn)題：9．【答案】（1）大；電場(chǎng)強(qiáng)度；（2）低；（3）垂直；（4）沒(méi)有直接；（5）垂直；較大【點(diǎn)撥】（略）10．【答案】8【點(diǎn)撥】電壓為300V時(shí)，小球靜止，有：，電壓降到60V時(shí)有：，解得a＝8m/s2。11．【答案】斜向下；低于；＞【點(diǎn)撥】負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，表明受電場(chǎng)力的方向斜向上，則電場(chǎng)線的方向斜向下，A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)。電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，負(fù)電荷在A的電勢(shì)能大于在B的電勢(shì)能。12．【答案】500V/m【點(diǎn)撥】由公式UAB＝Elcos60o，解得E＝500V/m。13．【答案】1×103【點(diǎn)撥】AB兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為－20V，由公式UAB＝Elsin53o，解得：E＝1×103V/m。三、計(jì)算題：14．【答案】（1）－；（2）5×103V；（3）5×105V/m【解析】（1）由題意知電荷的電勢(shì)能增加，可知此過(guò)程電場(chǎng)力做負(fù)功。WAB＝－Δε＝－。（2）A、B間的電勢(shì)差UAB＝V＝5×103V。（3）電場(chǎng)強(qiáng)度E＝V/m＝5×105V/m。15．【答案】（1）－10V；（2）133V/m；（3）×106【解析】（1）電子在等勢(shì)面A處的動(dòng)能為20eV，到等勢(shì)面C處的動(dòng)能為零，從A到C的過(guò)程中，動(dòng)能減少了20eV，它的電勢(shì)能應(yīng)增加了20eV。根據(jù)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)，得出電子在B等勢(shì)面處的動(dòng)能應(yīng)為10eV。已知電子在等勢(shì)面B處的電勢(shì)能為－10eV，在等勢(shì)面B處的電勢(shì)能與動(dòng)能總和為E＝EpB＋EkB＝（－10＋10）eV＝0。由此可知，在等勢(shì)面C處的總能也應(yīng)為零。由于EkC＝0，所以電子在經(jīng)等勢(shì)面C時(shí)的電勢(shì)能也為零，表明等勢(shì)面C處為零電勢(shì)面，φc＝0。依