人教版高中物理必修第三冊第十章靜電場中的能量10-3電勢差與電場強度的關系練習含答案

第十章靜電場中的能量3電勢差與電場強度的關系【基礎鞏固】1.關于公式E=Ud,下列說法正確的是()A.由公式E=Ud得,電場強度E與電勢差U成正比,與兩點間距離dB.由公式E=UdC.在勻強電場中,任意兩點間電勢差等于電場強度和這兩點間距離的乘積D.公式E=Ud答案:D2.雷擊,指打雷時電流通過人、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,則此時云層與地面間電場(視為勻強電場)的電場強度為()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性,能通過自身發(fā)出的生物電獲取食物、威脅敵害、保護自己.若該電鰻的頭尾相當于兩個電極,它在海水中產生的勻強電場的電場強度達到104N/C,則身長50cm的電鰻,在放電時產生的瞬間電壓可達()A.50V B.500VC.5000V D.50000V答案:C4.如圖所示,實線為勻強電場的電場線(圖中未畫出勻強電場的方向),虛線表示等勢面且等間距分布,A點的電勢φA=50V,C點的電勢φC=20V,則A、C中點B處的電勢φB為()A.25V B.30VC.35V D.40V解析:根據(jù)公式U=Ed可知,A、B間電勢差UAB等于B、C間電勢差UBC,即φA-φB=φB-φC,得到φB=φA答案:C5.如圖所示,勻強電場的電場強度為E,方向水平向右.圓弧AB對應的圓心為O,半徑為r.OA水平,OB與水平方向成θ=π6.則A、B兩點間的電勢差UAB為()A.5πEr6 C.3Er2 答案:B6.(多選)電場強度為E=1.0×102V/m的勻強電場中,有相距d=2.0×10-2m的A、B兩點,則A、B兩點間的電勢差可能為()A.1.0V B.2.0VC.3.0V D.4.0V解析:當d為沿電場線方向兩點間的距離時,UAB最大,UAB=Ed=2.0V,選項A、B正確.答案:AB7.(多選)如圖所示,勻強電場中某電場線上的兩點A、B相距0.2m.電荷量為q=10-6C的點電荷從A移到B,靜電力做的功為2×10-6J,則()A.該電場的電場強度為10V/mB.該電場的方向由A指向BC.A、B間的電勢差為10VD.B點的電勢比A點的高解析:根據(jù)電勢差與靜電力做功的關系有UAB=WABq=2V,由此看出A點的電勢高于B點的電勢,電場方向由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電場,紙面內有一菱形ABCD.將一個電子由C點移動到D點,克服靜電力做功1eV.A點的電勢為3V,則B點的電勢為()A.2V B.3VC.4V D.6V答案:C9.(多選)如圖所示,長為L、傾角為30°的光滑絕緣斜面固定于水平面上,整個空間存在某電場,一帶電荷量為+q、質量為m的小球,以初速度v0由斜面頂端的A點開始沿斜面下滑,到達斜面底端B點的速度仍為v0,途中小球始終未離開斜面,重力加速度為g,則()A.小球的電勢能一定減小B.A、B兩點的電勢差為-mgLC.若處于勻強電場中,則該電場的電場強度最小值為mgD.若處于勻強電場中,則該電場的電場強度可能等于3解析:小球在A、B兩點的動能相等,所以小球從A運動到B的過程中,重力勢能減小,則整個過程中小球的電勢能可能先減小后增大,也可能一直增大,故選項A錯誤;從A到B由動能定理mgLsin30°+qUAB=12mv02-12mv02,解得A、B兩點的電勢差UAB=-mgL2q,故選項B正確;若處于勻強電場中,則當電場強度方向沿斜面向上時,該電場的電場強度最小,最小值E答案:BD10.下列圖中,A、B、C是勻強電場中的三個點,各點電勢φA=10V,φB=2V,φC=6V,A、B、C三點在同一平面上,圖中電場強度的方向表示正確的是()ABCD解析:由題意可知A、B連線的中點的電勢為6V,與C點等勢.因為電場線與等勢線垂直且沿著電場線的方向電勢降落,故選項D正確.答案:D11.平時我們所處的地球表面,實際上存在電場強度大小為100V/m的電場,可將其視為勻強電場,在地面立一金屬桿后空間中的等勢面如圖所示,空間中存在a、b、c三點,其中a點位于金屬桿正上方,b、c等高,則下列說法正確的是()A.b、c兩點的電勢差Ubc=0B.a點電場強度大小大于100V/mC.a點電場強度方向水平向右D.a點的電勢低于c點的電勢解析:b、c兩點的電勢差Ubc=φb-φc=200V-300V=-100V,故選項A錯誤;由E=Ud及題圖可知,a點電場強度大小大于100V/m,故選項B正確;電場線與等勢面垂直,并且沿著電場線方向電勢逐漸降低,所以a點電場強度方向豎直向下,故選項C錯誤;a、c兩點在同一等勢面上,電勢相等,故選項D答案:B【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.一電場中的等勢面是一簇互相平行的平面,間隔均為d,各等勢面的電勢如圖所示.現(xiàn)有一質量為m的帶電微粒,以速度v0射入電場,且v0的方向與水平方向成45°角斜向上.若射入電場后,微粒做直線運動,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?(電場足夠大)解析:(1)作電場線如圖甲所示,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,此時微粒做勻減速直線運動,微粒帶的一