2023高中物理第十章靜電場(chǎng)中的能量103電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系測(cè)試新人教版

第十章靜電場(chǎng)中的能量3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系【基礎(chǔ)鞏固】1.關(guān)于公式E=UdA.由公式E=Ud得,電場(chǎng)強(qiáng)度E與電勢(shì)差U成正比,與兩點(diǎn)間距離dB.由公式E=UdC.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,任意兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度和這兩點(diǎn)間距離的乘積D.公式E=Ud答案:D2.雷擊,指打雷時(shí)電流通過(guò)人、畜、樹木、建筑物等而造成殺傷或破壞的一種現(xiàn)象.其中一種雷擊是帶電的云層與大地上某點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象,叫作“直擊雷”.若某次發(fā)生“直擊雷”前瞬間,帶電云層到地面的距離為8km,云層與地面之間的電壓為2×107kV,則此時(shí)云層與地面間電場(chǎng)(視為勻強(qiáng)電場(chǎng))的電場(chǎng)強(qiáng)度為 ()A.2.5×103N/C B.2.5×106N/CC.2.5×107N/C D.2.5×109N/C答案:B3.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)出的生物電獲取食物、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)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到104N/C,則身長(zhǎng)50cm的電鰻,在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓可達(dá)()A.50V B.500VC.5000V D.50000V答案:C4.如圖所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示等勢(shì)線,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa=50V,φb=20V,則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)φc應(yīng)為 ()A.φc=35VB.φc>35VC.φc<35VD.無(wú)法判斷φc的高低解析:由題圖可知,ac段電場(chǎng)線比bc段電場(chǎng)線密,所以ac段電場(chǎng)強(qiáng)度較大,根據(jù)公式U=Ed可知,c、a間電勢(shì)差Uca大于b、c間電勢(shì)差Ubc,即φcφa>φbφc,得到φc>φa+答案:B5.如圖所示,實(shí)線為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(圖中未畫出勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向),虛線表示等勢(shì)面且等間距分布,A點(diǎn)的電勢(shì)φA=50V,C點(diǎn)的電勢(shì)φC=20V,則A、C中點(diǎn)B處的電勢(shì)φB()A.等于25V B.等于30VC.等于35V D.等于40V解析:根據(jù)公式U=Ed可知,A、B間電勢(shì)差UAB等于B、C間電勢(shì)差UBC,即φAφB=φBφC,得到φB=φA答案:C6.(多選)電場(chǎng)強(qiáng)度為E=1.0×102V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有相距d=2.0×102m的A、B兩點(diǎn),則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差可能為 ()A.1.0V B.2.0VC.3.0V D.4.0V解析:當(dāng)d為沿電場(chǎng)線方向兩點(diǎn)間的距離時(shí),UAB最大,UAB=Ed=2.0V,選項(xiàng)A、B正確.答案:AB7.(多選)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中某電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)A、B相距0.2m.電荷量為q=106C的點(diǎn)電荷從A移到B,靜電力做的功為2×106J,則()A.該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為10V/mB.該電場(chǎng)的方向由A指向BC.A、B間的電勢(shì)差為10VD.B點(diǎn)的電勢(shì)比A點(diǎn)的高解析:根據(jù)電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系有UAB=WABq=2V,由此看出A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),電場(chǎng)方向由A指向B.根據(jù)E=答案:AB【拓展提高】8.空間存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng),紙面內(nèi)有一菱形ABCD.將一個(gè)電子由C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn),克服靜電力做功1eV.A點(diǎn)的電勢(shì)為3V,則B點(diǎn)的電勢(shì)為 ()A.2V B.3VC.4V D.6V答案:C9.(2022·廣東梅州)(多選)如圖所示,某勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形區(qū)域,電場(chǎng)線與正三角形平面平行.一個(gè)電荷量為q的正電荷若從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力所做的正功為qU,若從A點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力所做的正功為2qU,則下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)方向由A指向CB.若電荷從B移到C,電荷的電勢(shì)能增加C.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2D.A、B、C三點(diǎn)中,B點(diǎn)的電勢(shì)最高解析:一個(gè)電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力所做的正功為qU,可知UAB=U;從A點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力所做的正功為2qU,可知UAC=2U.AC中點(diǎn)的電勢(shì)與B點(diǎn)電勢(shì)相等,即兩點(diǎn)連線為等勢(shì)線,則電場(chǎng)方向由A指向C,選項(xiàng)A正確;因B點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì),故電荷從B移到C時(shí)電勢(shì)能減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=UACL=2UL,選項(xiàng)C正確;沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,可知A、B、答案:AC10.下列圖中,A、B、C是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn),各點(diǎn)電勢(shì)φA=10V,φB=2V,φC=6V,A、B、C三點(diǎn)在同一平面上,圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是 ()ABCD解析:由題意可知A、B連線的中點(diǎn)的電勢(shì)為6V,與C點(diǎn)等勢(shì).因?yàn)殡妶?chǎng)線與等勢(shì)線垂直且沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落,故選項(xiàng)D正確.答案:D11.(2022·廣東廣州)(多選)如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn),恰好處于以AB為直徑的圓周上,圓周所在平面與電場(chǎng)方向平行.已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為23V、0、0,AC的長(zhǎng)度為3m,與AB夾角為30°.則下列說(shuō)法正確的是 ()A.圓周上A點(diǎn)電勢(shì)最高B.圓周上BC弧的中點(diǎn)電勢(shì)最低C.O點(diǎn)的電勢(shì)為3VD.該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為2V/m解析:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相同,說(shuō)明BC是等勢(shì)線,根據(jù)幾何關(guān)系可知AC與BC垂直,所以AC方向就是電場(chǎng)線的方向.因?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)中沿任何一條電場(chǎng)線電勢(shì)都是均勻降低的,所以UAO=UOB.顯然O點(diǎn)電勢(shì)為3V,選項(xiàng)C正確;過(guò)O點(diǎn)作AC的平行線,交圓周于D、P兩點(diǎn),如圖所示,P為圓周上電勢(shì)最高點(diǎn),D為電勢(shì)最低點(diǎn),由幾何關(guān)系知D點(diǎn)為圓周上BC弧的中點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=UAClAC答案:BCD

【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.一電場(chǎng)中的等勢(shì)面是一簇互相平行的平面,間隔均為d,各等勢(shì)面的電勢(shì)如圖所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電微粒,以速度v0射入電場(chǎng),且v0的方向與水平方向成45°角斜向上.若射入電場(chǎng)后,微粒做直線運(yùn)動(dòng),重力加速度為g.(1)微粒帶何種電荷?電荷量是多少?(2)微粒在入射方向的最大位移是多少?(電場(chǎng)足夠大)解析:(1)作電場(chǎng)線如圖甲所示,由題意知微粒受到向左的靜電力,與重力的合力F跟初速度方向相反,如圖乙所示,此時(shí)微粒做勻減速直