新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)五電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系粵教版必修第三冊(cè)

課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)(五)電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系A(chǔ)級(jí)合格達(dá)標(biāo)1．(多選)下列關(guān)于電勢(shì)差UAB和電勢(shì)φA、φB的理解，正確的是()A．UAB表示B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的電勢(shì)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(shì)是矢量D．電勢(shì)零點(diǎn)的規(guī)定是任意的，但人們通常規(guī)定大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)解析：UAB表示A點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)的電勢(shì)差，UAB＝φA－φB，A錯(cuò)誤；UBA表示B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的電勢(shì)差，UBA＝φB－φA，故UAB＝－UBA，B正確；電勢(shì)是標(biāo)量，正負(fù)號(hào)是相對(duì)于零電勢(shì)點(diǎn)而言的，正號(hào)表示高于零電勢(shì)點(diǎn)，負(fù)號(hào)表示低于零電勢(shì)點(diǎn)，C錯(cuò)誤；零電勢(shì)點(diǎn)理論上是可以任意選取的，但通常取無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地為零電勢(shì)點(diǎn)，D正確．答案：BD2．A、B、C是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)電勢(shì)φA＝2V，φB＝2V，φC＝－4V，已知場(chǎng)強(qiáng)方向平行于△ABC所在平面，下列電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知電場(chǎng)指向C.綜上作圖如右圖．故選C.答案：C3．在水深超過(guò)200m的深海，光線極少，能見(jiàn)度極低．有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)性，能通過(guò)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(gè)電極，它在海水中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到103V/m，可擊昏敵害．身長(zhǎng)50cm的電鰻，在放電時(shí)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(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系U＝Ed得，U＝Ed＝103×0.5V＝500V，選項(xiàng)B正確．答案：B4.如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有a、b、c三點(diǎn)，ab＝5cm，bc＝12cm，其中ab沿電場(chǎng)線方向，bc和電場(chǎng)線方向成60°角，一個(gè)電荷量為q＝4×10－8C的正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)靜電力做功為W1＝1.2×10－7J，則()A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的大小E＝3V/mB．將電荷q由b移到c，電場(chǎng)力做功Wbc＝1.8×10－7JC．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電勢(shì)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(cuò)誤；電荷從b移到c電場(chǎng)力做功為W2＝qELbccos60°＝4×10－8×60×0.12×0.5J＝1.44×10－7J，故B錯(cuò)誤；電荷從a移到c電場(chǎng)力做功為Wac＝W1＋W2，則a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)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(cuò)誤．故選C.答案：C5.如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，且AB＝BC，電場(chǎng)中A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA、EB、EC，電勢(shì)分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢(shì)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(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低，所以A點(diǎn)電勢(shì)最高，C點(diǎn)電勢(shì)最低，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，由題圖可知，C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)，A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最弱，B錯(cuò)誤；由于BC間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于AB間的電場(chǎng)強(qiáng)度，由U＝Ed可知，UAB<UBC，C正確，D錯(cuò)誤．答案：C6．根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，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(chǎng)的等勢(shì)線，且三個(gè)等勢(shì)線之間距離相等，實(shí)線表示一個(gè)α粒子(帶正電)的運(yùn)動(dòng)軌跡．在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．加速度先變小，后變大B．bc兩點(diǎn)間電勢(shì)差為ba兩點(diǎn)間電勢(shì)差的兩倍C．電勢(shì)能先增大，后減小D．a(chǎn)點(diǎn)動(dòng)能大于c點(diǎn)動(dòng)能解析：由題可知，可視為點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)，由牛頓第二定律keq\f(Qq,r2)＝ma可知，在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，距離先減小后增大，所以加速度先變大后變小，故A錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，越靠近場(chǎng)源電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，則由U＝Ed可知，圖中兩等勢(shì)面間的距離相等，但是電場(chǎng)強(qiáng)度不恒定，所以不滿足兩倍關(guān)系，故B錯(cuò)誤；電場(chǎng)是由原子核形成的，即場(chǎng)源電荷帶正電，運(yùn)動(dòng)電荷α粒子也帶正電，所以電場(chǎng)力是排斥力，所以靠近過(guò)程電場(chǎng)力做負(fù)功，遠(yuǎn)離過(guò)程電場(chǎng)力做正功，因此電勢(shì)能先增大后減小，故C正確；越靠近正場(chǎng)源電荷，電勢(shì)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(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，因此a點(diǎn)動(dòng)能小于c點(diǎn)動(dòng)能，故D錯(cuò)誤．答案：C7.如圖所示，一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱，O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且OM＝MN.P點(diǎn)在y軸右側(cè)，MP⊥ON.則下列說(shuō)法正確的是()A．M點(diǎn)的電勢(shì)與P點(diǎn)的電勢(shì)相同B．將負(fù)點(diǎn)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn)，靜電力做正功C．M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差解析：根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的關(guān)系畫出等勢(shì)面，可以判斷出M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高，A錯(cuò)誤；將負(fù)點(diǎn)電荷由O點(diǎn)移到P點(diǎn)，靜電力做負(fù)功，B錯(cuò)誤；由題圖可知，OM間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于MN間的電場(chǎng)強(qiáng)度，故根據(jù)U＝Ed進(jìn)行定性分析可知UMN<UOM，C錯(cuò)誤，D正確．答案：DB級(jí)等級(jí)提升8．(多選)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中把電荷量為－2×10－9C的電荷Q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，克服靜電力做的功為1.6×10－7J；再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力做的功為4.0×10－7J．取B點(diǎn)電勢(shì)為零，則下列說(shuō)法正確的是()A．A點(diǎn)電勢(shì)為φA＝80VB．A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAC＝－120VC．點(diǎn)電荷Q在C點(diǎn)的電勢(shì)能為EpC＝4.0×10－7JD．點(diǎn)電荷Q從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為WAC＝5.6×10－7J解析：A到B點(diǎn)，由電場(chǎng)力做功得－WAB＝Q(φA－φB)，解得φA＝80V，故A正確；B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，由電場(chǎng)力做功得WBC＝Q(φB－φC)，解得φC＝200V，A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAC＝φA－φC＝－120V，故B正確；點(diǎn)電荷Q在C點(diǎn)的電勢(shì)能為EpC＝QφC＝－4.0×10－7J，故C錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷Q從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為WAC＝QUAC＝2.4×10－7J，故D錯(cuò)誤．故選AB.答案：AB9.(多選)如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有O、A、B三點(diǎn)，OA＝OB＝5cm，其中O、A電勢(shì)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(jì)重力的帶電粒子從A點(diǎn)沿AO方向飛入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與在A點(diǎn)時(shí)相同，則下列說(shuō)法正確的是()A．該粒子帶負(fù)電B．粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力一直做正功C．粒子能運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，且在O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零D．該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為200V/m，方向水平向左解析：粒子只受電場(chǎng)力作用，則粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和守恒，因粒子在AB兩點(diǎn)的動(dòng)能相同，可知粒子在AB兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，即AB兩點(diǎn)電勢(shì)相同，則場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直AB指向O，由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子帶負(fù)電，從A到B電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，故A正確，B錯(cuò)誤；粒子從A點(diǎn)沿AO方向飛入電場(chǎng)受到的電場(chǎng)力方向垂直AB向右，則粒子不可能運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；該電場(chǎng)強(qiáng)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(xiàng)D正確．故選AD.答案：AD10．(多選)如圖，雷雨云層可以形成幾百萬(wàn)伏以上的電壓，足以擊穿空氣產(chǎn)生幾十萬(wàn)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(shì)較地面低1.5×108V，閃電時(shí)，電子從雷雨云底部抵達(dá)地面，此過(guò)程()A．電場(chǎng)力對(duì)電子做正功B．電子的電勢(shì)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(shì)差為1.5×108V解析：電場(chǎng)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(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向相同，則電場(chǎng)力對(duì)電子做正功，電子電勢(shì)能減小，A正確，B錯(cuò)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(shì)較地面低1.5×108V，雷雨云底部與地面的電勢(shì)差為－1.5×108V，D錯(cuò)誤．答案：AC11．如圖所示，A、B、C為一等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，某勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于該三角形平面．現(xiàn)將電荷量為1×10－8C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為3×10－6J，將另一電荷量為1×10－8C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做的功為3×10－6J.(1)求UAB、UAC、UBC的大?。?2)畫出電場(chǎng)線方向；(3)若AB邊長(zhǎng)為2eq\r(3)cm，求電場(chǎng)強(qiáng)度．解析：(1)正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做正功．故A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，可求得UAB＝eq\f(W,q)＝eq\f(3×10－6,1×10－8)V＝300V．負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，A點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)，可求得UAC＝eq\f(W′,q′)＝300V．因此B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故UBC＝0.(2)由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)線是一簇平行直線，因此，BC為一條等勢(shì)線，故電場(chǎng)線垂直于BC，設(shè)D為BC的中點(diǎn)，則場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)橛葾指向D，如圖所示．(3)AB在場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d等于線段AD的長(zhǎng)度，故由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)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(jiàn)解析12．水平放置的兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．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(shì)差；(2)哪塊極板電勢(shì)較高；(3)用外力將液滴由兩板間中央位置豎直向下移動(dòng)2cm