高中物理粵教版1第一章電場學(xué)業(yè)分層測評5

學(xué)業(yè)分層測評(五)電場強度與電勢差的關(guān)系(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標(biāo)]1．下列說法正確的有()A．電勢為零的點，場強也為零B．電勢為零的點，場強不一定為零；但場強為零的點，電勢一定為零C．場強為零的點，電勢不一定為零；電勢為零的點，場強不一定為零D．場強為零的點，電勢不一定為零；電勢為零的點，場強一定為零【解析】場強與電勢與空間位置的變化率有關(guān)，與電勢大小無關(guān)，所以場強為零的點，電勢不一定為零；電勢為零的點，場強不一定為零．【答案】C2．(多選)關(guān)于場強的三個公式：①E＝eq\f(F,q)；②E＝keq\f(Q,r2)；③E＝eq\f(U,d)的適用范圍，下列說法中正確的是()A．三個公式都只能在真空中適用B．公式②只能在真空中適用，公式①和③在真空中和介質(zhì)中都適用C．公式②和③只能在真空中適用，公式①在真空中和介質(zhì)中都適用D．公式①適用于任何電場，公式②只適用于真空中點電荷形成的電場，公式③只適用于勻強電場【解析】公式E＝eq\f(F,q)為定義式，適用于任何電場，無論介質(zhì)還是真空均可．E＝eq\f(U,d)適用于勻強電場，無論真空還是介質(zhì)均可，而E＝eq\f(kQ,r2)，由F＝eq\f(kQ1Q2,r2)推出，僅適用于真空中的點電荷的電場．【答案】BD3．在陰雨天氣下，當(dāng)電場強度超過×106V/m時，空氣將被擊穿而發(fā)生放電．現(xiàn)有一片帶電的烏云，距地面300m高，發(fā)生閃電時烏云與地面的電勢差至少有()A．×108V B．×108VC．×104V D．×104V【解析】根據(jù)E＝eq\f(U,d)，可得U＝Ed＝×106V/m×300m＝×108V，選項A正確．【答案】A4．一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖1-5-6中虛線所示，電場方向豎直向下．若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，能量變化情況為()圖1-5-6A．動能減少B．電勢能增加C．動能和電勢能之和減少D．重力勢能和電勢能之和增加【解析】由圖示的軌跡可知電場力大于重力，則合力向上．從a到b電場力做正功，電勢能減少．合力做正功，所以動能增加，由動能定理可得W電－W重＝ΔEk，動能和電勢能之和減少，重力勢能和電勢能之和減少，所以選項C正確．【答案】C5.如圖1-5-7所示，實線表示電場線，虛線表示等勢線，a、b兩點的電勢分別為φa＝－50V，φb＝－20V，則a、b連線的中點c的電勢φc應(yīng)為()圖1-5-7A．φc＝－35V B．φc>－35VC．φc<－35V D．無法判斷【解析】電場線密的地方，等差等勢面也密集，故φc>－35V.【答案】B6．(多選)場強為E＝×102V/m的勻強電場中，有相距d＝×10－2m的a，b兩點，則a，bA．V B．VC．V D．V【解析】當(dāng)d為沿電場線方向兩點間的距離時，Uab最大，Uab＝Ed＝2V，故選A、B.【答案】AB7．如圖1-5-8所示，實線為電場線，虛線為等勢線，且相鄰兩等勢線間的電勢差相等．一正電荷在等勢線U3上時，具有動能20J，它運動到等勢線U1上時，速度為零，令U2＝0，那么，當(dāng)該電荷的電勢能為4J時，其動能大小為()圖1-5-8A．16J B．10JC．6J D．4J【解析】正電荷從等勢線U3運動到等勢線U1上時，克服電場力做功，電勢能增加了20J，由U12＝U23知U1＝－U3，則點電荷在等勢線U1處電勢能為10J，在U3處電勢能為－10J，正電荷的總能量E＝10J．當(dāng)電勢能為4J時，動能應(yīng)為6J．選項C正確．【答案】C8．如圖所示，a、b、c是勻強電場中的三個點，各點電勢分別為φa＝10V，φb＝2V，φc＝6V，a、b、c三點在同一平面上，下列各圖中電場強度的方向表示正確的是()A．B．C．D.【解析】由于是勻強電場，所以a、b連線的中點與c點等勢，電場強度的方向垂直于等勢面且由高電勢指向低電勢處，所以D正確．【答案】D[能力提升]9.如圖1-5-9所示，勻強電場中，A、B、C三點構(gòu)成一邊長為a的等邊三角形，電場強度方向平行于紙面．現(xiàn)有一電子，在電場力作用下，由A至C動能減少W，而質(zhì)子在電場力作用下，由A到B動能增加W，則該勻強電場E的大小和方向的判定正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：30800009】圖1-5-9A．E＝eq\f(2\r(3)W,3ae)，方向垂直BC并由A指向BCB．E＝eq\f(\r(3)W,6ae)，方向垂直BC并由A指向BCC．E＝eq\f(2\r(3)W,3ae)，方向垂直AC并由B指向ACD．E＝eq\f(\r(3)W,6ae)，方向垂直AB并由C指向AB【解析】電子在電場力作用下由A到C，克服電場力做功為W，質(zhì)子從A到B電場力做功為W，則質(zhì)子從A到C電場力做功也為W，因此B、C兩點是等勢點，B、C的連線為勻強電場的等勢線，電場線垂直于BC，電場強度的方向從A指向到BC的距離為asin60°＝eq\f(\r(3),2)a，則Eeeq\f(\r(3),2)a＝W，所以E＝eq\f(2\r(3)W,3ae).【答案】A10.如圖1-5-10所示，A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為φA＝15V，φB＝3V，φC＝－3V，由此可得D點電勢φD＝____________V.圖1-5-10【解析】在勻強電場中，兩條長度相等的線段AD和BC，與場強方向間的夾角相等，則UAD＝UBC，即φA－φD＝φB－φC，即：15－φD＝3－(－3)，所以φD＝9V.【答案】911．如圖1-5-11中畫出了一個電場中的一簇互相平行且等間距的等勢面，并標(biāo)出了各等勢面的電勢值．電場中A、B兩點所處位置如圖所示，它們之間的距離為5cm，兩點連線與等勢面夾角為37°，一個電量為3×10－3C圖1-5-11【解析】根據(jù)題意可知，A、B兩點沿場強方向(垂直于等勢面方向)的距離為d＝eq\x\to(AB)sin37°＝5×10－2×m＝3×10－2m，A、B兩點電勢差UAB＝φA－φB＝(40－20)V＝20V所以電場強度E＝eq\f(UAB,d)＝eq\f(20,3×10－2)V/m＝eq\f(2,3)×103V/m設(shè)粒子重為G，由平衡條件得G＝qE＝3×10－3×eq\f(2,3)×103N＝2N.【答案】2N12．如圖1-5-12所示，在平行金屬帶電極板MN形成的電場中將電荷量為－4×10－6C的點電荷從A點移到M板，電場力做負(fù)功8×10－4J，把該點電荷從A點移到N板，電場力做正功為4×10－4J，N圖1-5-12(1)A點的電勢φA是多少？(2)UMN等于多少伏？【解析】(1)N板接地，φN＝0，UAN＝eq\f(WAN,q)＝eq\f(4×10－4