新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理課時評價作業(yè)五電勢差及其與電場強度的關(guān)系粵教版必修第三冊

課時評價作業(yè)(五)電勢差及其與電場強度的關(guān)系A(chǔ)級合格達(dá)標(biāo)1．(多選)下列關(guān)于電勢差UAB和電勢φA、φB的理解，正確的是()A．UAB表示B點相對于A點的電勢差，即UAB＝φB－φAB．UAB和UBA是不同的，它們的關(guān)系為UAB＝－UBAC．φA、φB都可以有正、負(fù)，所以電勢是矢量D．電勢零點的規(guī)定是任意的，但人們通常規(guī)定大地或無窮遠(yuǎn)處為電勢零點解析：UAB表示A點相對于B點的電勢差，UAB＝φA－φB，A錯誤；UBA表示B點相對于A點的電勢差，UBA＝φB－φA，故UAB＝－UBA，B正確；電勢是標(biāo)量，正負(fù)號是相對于零電勢點而言的，正號表示高于零電勢點，負(fù)號表示低于零電勢點，C錯誤；零電勢點理論上是可以任意選取的，但通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為零電勢點，D正確．答案：BD2．A、B、C是勻強電場中的三個點，各點電勢φA＝2V，φB＝2V，φC＝－4V，已知場強方向平行于△ABC所在平面，下列電場強度E的方向正確的是()解析：由φA＝2V，φB＝2V，φC＝－4V可知UAC＝UBC，根據(jù)沿電場線方向電勢降低，可知電場指向C.綜上作圖如右圖．故選C.答案：C3．在水深超過200m的深海，光線極少，能見度極低．有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)性，能通過自身發(fā)出生物電獲取食物，威脅敵害，保護(hù)自己．若該電鰻的頭尾相當(dāng)于兩個電極，它在海水中產(chǎn)生的電場強度達(dá)到103V/m，可擊昏敵害．身長50cm的電鰻，在放電時產(chǎn)生的瞬間電壓大約可達(dá)()A．10V B．500VC．5000V D．10000V解析：根據(jù)電勢差與電場強度的關(guān)系U＝Ed得，U＝Ed＝103×0.5V＝500V，選項B正確．答案：B4.如圖所示的勻強電場中，有a、b、c三點，ab＝5cm，bc＝12cm，其中ab沿電場線方向，bc和電場線方向成60°角，一個電荷量為q＝4×10－8C的正電荷從a點移到b點時靜電力做功為W1＝1.2×10－7J，則()A．勻強電場的場強的大小E＝3V/mB．將電荷q由b移到c，電場力做功Wbc＝1.8×10－7JC．a(chǎn)、c兩點的電勢差Uac＝6.6VD．Uac＝3.0V解析：由題知，ab＝5cm＝0.05m，bc＝12cm＝0.12m，由W1＝qELab，得E＝eq\f(W1,qLab)＝eq\f(1.2×10－7,4×10－8×5×10－2)V/m＝60V/m，故A錯誤；電荷從b移到c電場力做功為W2＝qELbccos60°＝4×10－8×60×0.12×0.5J＝1.44×10－7J，故B錯誤；電荷從a移到c電場力做功為Wac＝W1＋W2，則a、c兩點的電勢差為Uac＝eq\f(Wac,q)＝eq\f(1.2×10－7＋1.44×10－7,4×10－8)V＝6.6V，故C正確，D錯誤．故選C.答案：C5.如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢線，且AB＝BC，電場中A、B、C三點的電場強度分別為EA、EB、EC，電勢分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的是()A．φA<φB<φC B．EA>EB>ECC．UAB<UBC D．UAB＝UBC解析：沿電場線方向，電勢越來越低，所以A點電勢最高，C點電勢最低，A錯誤；電場線越密集的地方電場強度越強，由題圖可知，C點電場強度最強，A點電場強度最弱，B錯誤；由于BC間的電場強度大于AB間的電場強度，由U＝Ed可知，UAB<UBC，C正確，D錯誤．答案：C6．根據(jù)α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，如圖所示虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，且三個等勢線之間距離相等，實線表示一個α粒子(帶正電)的運動軌跡．在α粒子從a運動到b、再運動到c的過程中，下列說法正確的是()A．加速度先變小，后變大B．bc兩點間電勢差為ba兩點間電勢差的兩倍C．電勢能先增大，后減小D．a(chǎn)點動能大于c點動能解析：由題可知，可視為點電荷形成電場，由牛頓第二定律keq\f(Qq,r2)＝ma可知，在α粒子從a運動到b、再運動到c的過程中，距離先減小后增大，所以加速度先變大后變小，故A錯誤；點電荷形成的電場中，越靠近場源電荷，電場強度越大，則由U＝Ed可知，圖中兩等勢面間的距離相等，但是電場強度不恒定，所以不滿足兩倍關(guān)系，故B錯誤；電場是由原子核形成的，即場源電荷帶正電，運動電荷α粒子也帶正電，所以電場力是排斥力，所以靠近過程電場力做負(fù)功，遠(yuǎn)離過程電場力做正功，因此電勢能先增大后減小，故C正確；越靠近正場源電荷，電勢越高，則φa>φc，所以Wac＝qUac，可知α粒子的q為正，Uac為正，所以電場力做正功，動能增加，因此a點動能小于c點動能，故D錯誤．答案：C7.如圖所示，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OM＝MN.P點在y軸右側(cè)，MP⊥ON.則下列說法正確的是()A．M點的電勢與P點的電勢相同B．將負(fù)點電荷由O點移動到P點，靜電力做正功C．M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差D．M、N兩點間的電勢差小于O、M兩點間的電勢差解析：根據(jù)電場線和等勢面的關(guān)系畫出等勢面，可以判斷出M點的電勢比P點的電勢高，A錯誤；將負(fù)點電荷由O點移到P點，靜電力做負(fù)功，B錯誤；由題圖可知，OM間的電場強度大于MN間的電場強度，故根據(jù)U＝Ed進(jìn)行定性分析可知UMN<UOM，C錯誤，D正確．答案：DB級等級提升8．(多選)在勻強電場中把電荷量為－2×10－9C的電荷Q從A點移動到B點，克服靜電力做的功為1.6×10－7J；再把這個電荷從B點移動到C點，靜電力做的功為4.0×10－7J．取B點電勢為零，則下列說法正確的是()A．A點電勢為φA＝80VB．A、C兩點間的電勢差UAC＝－120VC．點電荷Q在C點的電勢能為EpC＝4.0×10－7JD．點電荷Q從A點移動到C點，電場力做功為WAC＝5.6×10－7J解析：A到B點，由電場力做功得－WAB＝Q(φA－φB)，解得φA＝80V，故A正確；B點移動到C點，由電場力做功得WBC＝Q(φB－φC)，解得φC＝200V，A、C兩點間的電勢差為UAC＝φA－φC＝－120V，故B正確；點電荷Q在C點的電勢能為EpC＝QφC＝－4.0×10－7J，故C錯誤；點電荷Q從A點移動到C點，電場力做功為WAC＝QUAC＝2.4×10－7J，故D錯誤．故選AB.答案：AB9.(多選)如圖所示，在勻強電場中有O、A、B三點，OA＝OB＝5cm，其中O、A電勢分別為0和5V，OA與OB的夾角為120°，A、B在同一條豎直線上．現(xiàn)有一不計重力的帶電粒子從A點沿AO方向飛入電場，經(jīng)過B點時的動能與在A點時相同，則下列說法正確的是()A．該粒子帶負(fù)電B．粒子運動過程中，電場力一直做正功C．粒子能運動到O點，且在O點時電勢能為零D．該電場的場強大小為200V/m，方向水平向左解析：粒子只受電場力作用，則粒子的動能和電勢能之和守恒，因粒子在AB兩點的動能相同，可知粒子在AB兩點的電勢能相等，即AB兩點電勢相同，則場強的方向垂直AB指向O，由粒子的運動軌跡可知，粒子帶負(fù)電，從A到B電場力先做負(fù)功后做正功，故A正確，B錯誤；粒子從A點沿AO方向飛入電場受到的電場力方向垂直AB向右，則粒子不可能運動到O點，選項C錯誤；該電場強度大小為E＝eq\f(U,OAcos60°)＝eq\f(5,0.05×\f(1,2))V/m＝200V/m，方向水平向左，選項D正確．故選AD.答案：AD10．(多選)如圖，雷雨云層可以形成幾百萬伏以上的電壓，足以擊穿空氣產(chǎn)生幾十萬安培的瞬間電流，電流生熱使空氣發(fā)光，形成閃電；空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響，形成雷聲．若雷雨云底部的電勢較地面低1.5×108V，閃電時，電子從雷雨云底部抵達(dá)地面，此過程()A．電場力對電子做正功B．電子的電勢能增加C．電流方向由地面流向云層D．雷雨云底部與地面的電勢差為1.5×108V解析：電場方向由地面指向雷雨云層，電子從雷雨云底部抵達(dá)地面，電子所受電場力與運動方向相同，則電場力對電子做正功，電子電勢能減小，A正確，B錯誤；電子帶負(fù)電，從雷雨云底部抵達(dá)地面，則電流方向由地面流向云層，C正確；若雷雨云底部的電勢較地面低1.5×108V，雷雨云底部與地面的電勢差為－1.5×108V，D錯誤．答案：AC11．如圖所示，A、B、C為一等邊三角形的三個頂點，某勻強電場的電場線平行于該三角形平面．現(xiàn)將電荷量為1×10－8C的正點電荷從A點移到B點，電場力做的功為3×10－6J，將另一電荷量為1×10－8C的負(fù)點電荷從A點移到C點，克服電場力做的功為3×10－6J.(1)求UAB、UAC、UBC的大?。?2)畫出電場線方向；(3)若AB邊長為2eq\r(3)cm，求電場強度．解析：(1)正點電荷從A點移到B點時，電場力做正功．故A點電勢高于B點電勢，可求得UAB＝eq\f(W,q)＝eq\f(3×10－6,1×10－8)V＝300V．負(fù)點電荷從A點移到C點，電場力做負(fù)功，A點電勢高于C點電勢，可求得UAC＝eq\f(W′,q′)＝300V．因此B、C兩點電勢相等，故UBC＝0.(2)由于勻強電場中的等勢線是一簇平行直線，因此，BC為一條等勢線，故電場線垂直于BC，設(shè)D為BC的中點，則場強方向為由A指向D，如圖所示．(3)AB在場強方向的距離d等于線段AD的長度，故由勻強電場中電勢差與場強的關(guān)系式可得E＝eq\f(UAB,d)＝eq\f(300,2\r(3)×10－2×cos30°)V/m＝104V/m.答案：見解析12．水平放置的兩平行金屬板間有一勻強電場．已知兩極板間相距5cm，有一質(zhì)量為1×10－9kg、帶負(fù)電的液滴懸浮其中，其電荷量為5×10－12C，若不考慮空氣浮力，要使液滴處于平衡狀態(tài)，g＝10m/s2.求：(1)兩極板間應(yīng)加多大的電勢差；(2)哪塊極板電勢較高；(3)用外力將液滴由兩板間中央位置豎直向下移動2cm