高中物理考题精选——电势差与电场强度的关系.doc

高中物理考题精选（38）电势差与电场强度的关系1、如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场现有一个质量为m、电荷量为q的带正电小球在水平轨道上的A点由静止释放，小球运动到C点离开半圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，小球可视为质点，小球运动到C点之前所带电荷量保持不变，经过C点后所带电荷量立即变为零)已知A、B两点间的距离为2R，重力加速度为g.在上述运动过程中，求：(1)电场强度E的大小；(2)小球在半圆轨道上运动时的最大速率；(计算结果用根号表示) 答案 2、如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是 AA、B两处电势、场强均相同BC、D两处电势、场强均相同C在虚线AB上O点的场强最大D带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能 答案 B。解析：A、根据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B场强相同，A点电势高故A错误B、根据等量异种电荷电场线、等势面分布对称性，C、D两处电势、场强均相同故B正确 C、根据电场线疏密表示场强的大小可知，在AB之间，O点场强最小，离O越近场强越强，故C错误D、O点电势高于B点电势，正电荷从O点到B点，电场力做正功，在O处电势能大于在B处电势能故D错误故本题选择B答案。3、如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，在以它们为顶点的三角形中，a30，c90.电场方向与三角形所在平面平行已知a、b和c点的电势分别为(2) V、(2) V和2 V该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（ ） A(2) V、(2) V B0、4 VC V、 V D0、2 V 答案 B4、如图所示，一个绝缘粗糙平台OABC，AB长L2m，OA高h1m。以O点为原点建立坐标系Oxy，y轴左侧空间存在方向斜向右上方与水平方向成45角、电场强度E10N/C的匀强电场；平台的右侧存在一坡面，坡面的抛物线方程为yx2。在平台左侧B处有一个质量为m0.2kg、电荷量为q+0.1C的物块，物块与桌面的动摩擦因数0.2。在电场力作用下，物块开始向右运动，从A点水平飞出，最后落在坡面上。（g10m/s2）。求：（1）物块从A点水平飞出的速度；（2）物块落到坡面上的动能。 答案 （1）4m/s；（2）3.2J解析：（1）对带电物块受力分析 解得： （2）物块从A点平抛 yx2 得t=1s 又 5、如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为+Q和Q，A、B相距为2dMN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，其质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷，不影响电场的分布），现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v，已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g求： （1）C、O间的电势差UCO；（2）小球p在O点时的加速度；（3）小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度 答案 （1）对C到O段运用动能定理，求出C、O间的电势差，再求出C、D间的电势差UCO（2）由点电荷的场强公式结合平行四边形定则求解（3）由电场的对称性知，UOD=UCO，小球从O到D由动能定理求解解答：解：（1）小球p由C运动到O时，由动能定理得：mgd+qUCO=mv20，解得：UCO=；（2）小球p经过O点时受力如图：由库仑定律得：F1=F2=k，它们的合力为：F=F1cos45+F2cos45=，所以p在O点处的加速度：a=+g，方向竖直向下；（3）由电场特点可知，在C、D间电场的分布是对称的即小球p由C运动到O与由O运动到D的过程中合外力做的功是相等的，由动能定理得：W合=mv0=2mv2，解得：vD=v；答：（1）C、O间的电势差UCO为；（2）小球p在O点时的加速度为：+g，方向竖直向下；（3）小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度为v6、如图所示，A、B、C是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L，电量为q=1.010-5 C的负电荷由A移动到C电场力做功W1=4.010-5J，该电荷由C移动到B电场力做功W2=-2.010-5J，若B点电势为零，以下说法正确的是（ ）AA点电势为2VBA点电势为-2VC匀强电场的方向为由C指向AD匀强电场的方向为垂直于AC指向B 答案 BC7、如图所示，三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知 这三个圆的半径成等差数列。A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上。若UAB=6V，则UBC为（ ）A、等于6V B、无法确定 C、高于6V D、低于6V 答案 D8、如图，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点电场线与梯所在的平面平行ab平行cd，且ab边长为cd边长的一半，已知a点的电势是3 V，b点的电势是5 V，c点的电势是7 V由此可知，d点的电势为（） A1 V B2V C3 V D4 V 答案 C9、如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且ABBC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中不正确的有（ ）A UABUBC BUABUBCCABC DECEBEA 答案 B10、如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是( )A1、2两点的场强相等 B1、3两点的场强相等C1、2两点的电势相等 D2、3两点的电势相等 答案 D11、某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点下列说法错误的是()AA点的电场强度小于B点的电场强度BA点的电势高于B点的电势C将负电荷从A点移到B点，电场力做正功D将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零 答案 A点所在位置的电场线分布比B点稀疏，说明A点的电场强度小于B点的电场强度，选项A说法正确；因为沿着电场线方向，电势逐渐降低，本题中电场线从A点所在等势面指向B点所在等势面，所以A点的电势高于B点的电势，选项B说法正确；将负电荷从电势较高的A点移到电势较低的B点，该负电荷的电势能增大，电场力做负功，选项C说法错误；A点和C点的电势相等，所以将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零，选项D说法正确本题答案为C.答案：C12、如图所示，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点处的电势为0 V，点处的电势为6 V, 点处的电势为3 V, 则电场强度的大小为（ ） A. 200V/m B. 200 V/m C. 100 V/m D. 100 V/m 答案 A13、在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a，b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电。求：（1）B点的电场强度的大小和方向。（2）判断点电荷Q的电性，并求出Q的位置坐标。 答案 （1）（3分） B点的场强（2分）方向沿x轴负方向。 .（1分）同理A点的电场强度EA=40N/C，方向沿x轴正方向。（2）（6分）点电荷Q带负电荷。.（2分）设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的场强公式, .（2分）解得x=2.6m。（另解x=1舍去） （2分）14、两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中()A做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后变小C做曲线运动，电势能先变大后变小D做曲线运动，电势能先变小后变大 答案 D15、如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E100V/m，则O、P两点的电势差可表示为() AUOP10cos(V) BUOP10sin(V)CUOP10sin(V) DUOP10cos(V) 答案 C16、A、B两带电平行板间电场强度E6103 N/C，两板间距离为5cm，电场中P1点距A板0.5cm，B板接地，如右图所示那么A、B两板电压为_V，P1点电势为_V，今将一个带电荷量为2103 C的带电粒子由P1点移到P2点，此过程电场力做功9.6102 J，则P2点距离B板_cm. 答案 300V 270V 3.7cm 17、空气中的负氧离子对于人的健康极为有益有的氧吧通常采用人工产生负氧离子使空气清新，从而使顾客愉悦其最常见的是采用电晕放电法，如图4所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V左右，使空气发生电离，从而产生二价负氧离子在负极后面加上小风扇，将大量负氧离子排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距离为5 mm,且视为匀强电场，电场强度为E,电场对负氧离子的作用力为F，则 （ ）AE103 N/C，F1. 6X10-16 N BE106 N/C，F=1.6X10-16NCE=103 N/C，F=3.2X10-13 N DE=l06N/C，F3.2X10-13 N 答案 D18、如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电为10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为10V，则() A电场线方向从右向左 BB点的电势为10伏 C微粒的运动轨迹可能是轨迹a D微粒的运动轨迹可能是轨迹b 答案 AC19、在绝缘粗糙的斜面上A点处固定一点电荷甲，将一带电小物块乙从斜面上B点处由静止释放，乙沿斜面运动到C点时静止，则() A甲、乙一定带异种电荷BB点的电势一定高于C点的电势C从B到C的过程中，乙的电势能一定减少 D从B到C的过程中，乙的机械能的损失量一定等于克服摩擦力做的功 答案 解：A、甲、乙之间的距离增大，而电量都不变，根据库仑定律可知乙所受的库仑力逐渐减小若两者是异种电荷，乙下滑的加速度将增大，不可能到C处静止，所以得知甲一定带同种电荷故A错误 B、由于电荷甲的电性未知，电场线方向未知，无法判断B、C电势的高低故B错误 C、由于电场力对物块乙做正功，乙的电势能一定减小故C正确 D、从B到C的过程中，库仑力对乙做正功，摩擦力做负功，重力做正功，根据功能关系可知：乙的机械能的损失量与系统电势能的损失量之和等于克服摩擦力做的功故D错误故选：C20、如图甲所示的Ux图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上的距离关系如图乙所示，若三对金属板的负极板接地，图中x均表示到正极板的距离，则下述结论中不正确的是()A三对金属板两板电势差的关系为U1U2U3B三对金属板正极电势的关系123C三对金属板板间距离关系为d1d2E2E3 答案 解：AB、三对金属板的负极板接地，即电势为零根据电场的电势差与场强方向上的距离关系图象得：三对金属板正极和负极电势差相等，即U1=U2=U3，所以三对金属板正极电势的大小相等，即有1=2=3，故A正确，B错误CD、根据电场的电势差与场强方向上的距离关系得U=-kx+b即表示平行金属板间任意一点到负极的电势差与场强方向上的距离关系根据匀强电场中任意两点的电势差等于场强与这两点间沿着电场方向的距离的乘积，即U=Ed，所以电场的电势差与场强方向上的距离关系图象斜率的绝对值大小等于场强大小，所以三对金属板间场强大小有E1E2E3由知，板间距离关系为d1d2d3，故CD正确本题选不正确的，故选：B21、两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，能正确描述x轴上的电势随位置变化规律的是图（ ） 答案 A 解析： 两个等量异号电荷的电场线如下图，根据“沿电场线方向电势降低”的原理，从左侧无穷远处向右电势应升高，正电荷所在位置处最高；然后再慢慢减小，O点处电势为零，则O点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，经过负电荷后，电势开始升高，直到无穷远处，电势为零；故B、C、D是错误的；A正确故选A22、如图所示，竖直放置的平行板电容器的两极板分别接电源两极，一带正电的小球用绝缘细线挂在电容器内部闭合开关S，电容器充电后悬线与竖直方向夹角为，则（）A保持开关S闭合，将M板向N板靠近，角变大B保持开关S闭合，将M板向N板靠近，角变小C断开开关S，将M板向N板靠近，角变小D断开开关S，将M板向N板靠近，角变大 答案 A 分析：将开关S闭合，电容器两端的电势差不变，根据d的变化得出电场强度的变化，从而通过电场力的变化得出的变化；断开开关S，电荷量不变，结合电容的定义式和决定式得出电场强度的表达式，通过电场强度的变化得出电场力的变化，从而得出的变化解答：解：A、保持开关S闭合，电容器两端的电势差不变，将M板向N板靠近，d减小，则电场强度增大，电场力变大，根据共点力平衡知，角变大故A正确，B错误C、断开开关S，电荷量不变，根据E=，U=，C=，得E=，将M板向N板靠近，可知d减小，则电场强度不变，电场力不变，所以不变故C错误，D错误23、如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b，a球质量为2m、带电量为+q，b球质量为m、带电量为+2q，两球相距较远且相向运动。某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v，由于静电斥力的作用，它们不会相碰。则下列叙述正确的是（ ）A两球相距最近时，速度大小相等、方向相反Ba球和b球所受的静电斥力对两球始终做负功Ca球一直沿原方向运动，b球要反向运动Da、b两球都要反向运动，但b球先反向 答案 解：水平方向系统动量守恒，由完全非弹性碰撞的知识可知，当两球速度大小相等、方向相同时，系统损失机械能最大，两球相距最小，故A错误；由题意可知，a球动量大于b球动量，因此系统动量水平向右，故b球运动过程中将反向运动而a球将一直沿原方向运动，（或者根据牛顿第二定律分析，此时a、b速度大小一样，而b的减速的加速度大，故b先减为零，然后反向加速运动），因此静电斥力对b球先做负功后做正功，故BD错误，C正确故选C24、密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮在两板间电场中不动时，测出两板间距离为d.可求出小油滴的电荷量q=_. 答案 25、空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随X变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）（A）O点的电势最高（B）X2点的电势最高（C）X1和- X1两点的电势相等（D）X1和X3两点的电势相等 答案 AC26、如图7所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MPON，则（ ）A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C. M、N 两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动 答案 AD27、某静电场的电场线分布如图所示，图中A、B两点的电场强度的大小分别为EA和EB，电势分别为UA和UB，将q分别放在A、B两点时具有的电势能分别为EpA和EpB，则 ( ) AEAEB，UAUB，EpAEB，UAUB，EpAEpBCEAUB，EpAEpBDEAEB，UAUB，EpAEpB 答案 A28、如图是密立根油滴实验的示意图。油滴从喷雾器的喷嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中。下列说法正确的是（ ） A油滴带负电B油滴质量可通过天平来测量C只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴的电量D该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍 答案 AD 解析 A、由图，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故A正确；B、油滴的质量很小，不能通过天平测量，故B错误；C、根据油滴受力平衡得：，得，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴的电量，故C错误；D、根据密立根油滴实验知：该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故D正确。29、如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E100V/m，则O、P两点的电势差可表示为()AUOP10sin(V)BUOP10sin(V)CUOP10cos(V) DUOP10cos(V) 答案 A 解析：由于电场强度方向向下，据题可知UOPNFE，则以下说法正确的是（ ）A在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点B过N点的等势面与过N点的切线垂直C负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能DE带正电，F带负电，且QEQF 答案 B 51、两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则（）AC点的电场强度大小为零 BA点的电场强度大小为零 CNC间场强方向向x轴负方向 D将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 答案 ACD 52、有一静电场，其电场强度方向平行于x轴。其电势随坐标x的改变而变化，变化的图象如图所示，设场强沿x轴正方向时取正值，则图乙中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是（ ） 答案 53、两带电量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图（ ） 【点评】两个相距L的等量异种点电荷连线上任一点的电场强度可表示为E=kq/x2+kq/(L-x)2=kq，在连线中点，即x=L/2，场强最小，其场强最小值为E=8 kq/L2。此题考查两等量异号点电荷的电场强度随x变化的图象。54、有一个均匀带电圆环，以圆环圆心O为坐标原点，过O且垂直于圆环平面的线为x轴，如下图甲所示，现测得x轴上的电场强度随坐标x值变化的图像如图乙所示（场强为正值，表示方向沿x轴正方向），H、I是x轴上两点，且HOOI，取无穷远处电势为零。则以下分析正确的是（ ）A该圆环带负电Bx轴上O点电势为零C将一个正的试探电荷沿x轴从H移动到I的过程中，电势能先增大后减小DH点的电势低于I点的电势55、如图所示，为正六边形的六个顶点，分别为的中点