高中物理 1.5 电场强度与电势差的关系 第1课时课时精练（含解析）粤教版选修31.doc

1.5 电场强度与电势差的关系 对公式uede的理解与应用图1661如图166所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a至c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用a、b、c和ea、eb、ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定()aeaebec babccabbc deaebec答案b解析由“沿着电场线的方向，电势降低”知：abc，断定选项b对；因这一电场线不能肯定就是匀强电场中的电场线，故选项c、d不能断定是否正确；这一电场线也不能断定就是正点电荷形成的电场中的一条电场线，故选项a不能断定是否正确正确答案为选项b.图1672如图167所示，匀强电场的电场强度e100 v/m，a、b两点相距0.1 m，a、b连线与电场线的夹角60，则a、b两点的电势差为_答案5 v解析ab沿电场强度方向上的投影的长度dab cos 0.1cos 60 m0.05 m，uabed1000.05 v5 v.应用ued或e定性分析非匀强电场3如图168所示，实线为电场线，虚线为等势面，a50 v，c20 v，则a、c连线中点b的电势b()图168a等于35 v b大于35 vc小于35 v d等于15 v答案c解析从电场线疏密可以看出eaebec，由公式ued可以判断uabubc，所以b35 v.电场线与等势面的关系4位于a、b处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图169所示，图中实线表示等势线，则()图169aa点和b点的电场强度相同b正电荷从c点移到d点，电场力做正功c负电荷从a点移到c点，电场力做正功d正电荷在e点的电势能大于在f点的电势能答案c解析a、b两点场强方向不同，a错c点电势低于d点，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动、电场力做负功，b错a点电势低于c点，从a到c，负电荷向高电势处移动，电场力做正功，c对因e和f等势，故电荷在两点电势能相等d错.(时间：60分钟)题组一对公式ued和 e的理解与应用1对公式e的理解，下列说法正确的是()a此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差ba点和b点间距离越大，则这两点间的电势差也越大c公式中d是指a点和b点之间的距离d公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离答案d解析公式e只适用于匀强电场，a错；公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离，a点和b点间距离大，等势面间的垂直距离不一定大，故b、c错，d正确图16102如图1610所示，a、b两点相距10 cm，e100 v/m，ab与电场线方向的夹角120，则a、b两点间的电势差为()a5 v b5 vc10 v d10 v答案b解析a、b两点在场强方向上的距离dabcos (180120)10 cm5 cm.由于ab，则根据ued得uabed1005102 v5 v.图16113如图1611所示，三个同心圆是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a、c两点的电势依次为a10 v和c2 v，则b点的电势是()a一定等于6 v b一定低于6 vc一定高于6 v d无法确定答案b解析由于eaebec，又abbc由公式ued可以判断uabubc，所以b6 v.4如图1612所示，实线为电场线，虚线为等势线，且mnnp，电场中的m、n、p三点的电场强度分别为em、en、ep，电势分别为m、n、p，mn、np间的电势差分别为umn、unp，则下列关系中错误的有()图1612amnp bepenemcumnunp dumnunp答案d解析m、n、p三点处在同一电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故mnp，选项a正确；由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为epenem，选项b正确；电场线密集的地方电势降落较快，故umnunp，选项c正确，选项d错误图16135如图1613所示，在匀强电场中取一点o，过o点作射线oaobocod10 cm，已知o、a、b、c和d各点电势分别为0、7 v、8 v、7 v、5 v，则匀强电场场强的大小和方向最接近于()a70 v/m，沿ao方向b70 v/m，沿co方向c80 v/m，沿bo方向d80 v/m，沿co方向答案c解析由o、a、b、c、d各点电势值可知，o点电势最低，为零，a、c在同一等势面上，所以电场线与ac连线垂直，最接近bo方向大小最接近e v/m80 v/m，故c正确图16146平行的带电金属板a、b间是匀强电场，如图1614所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 v(1)两板间的场强是_；(2)电场中有p1和p2两点，p1点离a板0.5 cm，p2点离b板也是0.5 cm，p1和p2两点间的电势差u12_答案(1)1.2103 v/m(2)48 v解析(1)两板间是匀强电场，由ued可得两板间的场强e1.2103 v/m.(2)p1、p2两点间沿场强方向的距离：d4 cm.所以u12ed1.21034102 v48 v.题组二等势面和电场线的关系图16157(双选)如图1615所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有a、b两点，则 ()aa点场强小于b点场强ba点场强方向指向x轴负方向ca点场强大于b点场强da点电势高于b点电势答案ad解析由于电场线与等势面总是垂直，所以b点电场线比a点密，b点场强大于a点场强，故a正确，c错误电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故b错误由图中数据可知d正确8如图1616所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是()图1616a甲图：离点电荷等距的a、b两点b乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点c丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点d丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的a、b两点答案b解析电场强度是矢量，在甲图中，电势相同，电场强度大小相同，方向不同，a项错误；由等量同种电荷电场线的特点可知两点的电场强度的大小和方向相同，且a、b两点在同一等势面上，电势相等，b项正确；由等量同种电荷的电场特点可知：丙图中两点电场强度大小相同，但方向相反，c项错误；图丁为匀强电场，电场强度处处相等相同，沿电场线方向电势降低，所以a点的电势较高，d错项误9(2013上海)两异种点电荷电场中的部分等势面如图1617所示，已知a点电势高于b点电势若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则()图1617aa处为正电荷，qaqbba处为正电荷，qaqbca处为负电荷，qaqbda处为负电荷，qaqb答案b解析若把该图与等量异种点电荷电场中的部分等势面图比较，可以得到：靠近正电荷的点电势高，靠近负电荷的点，电势低a处为正电荷等量异种点电荷电场中的部分等势面图中的等势面左右对称，无穷远处的电势为0.该图的左侧的等势线比较密，无穷远处的电势为0，所以无穷远处到两点之间的电势差相比，与a点之间的电势差比较大，所以a点的点电荷所带的电荷量就大故选b.图161810(双选)一带电粒子射入一固定在o点的点电荷的电场中，粒子运动轨迹如图1618中虚线abc所示，图中实线是同心圆，表示电场的等势面，不计重力，可以判断()a此粒子先受到静电引力后受到静电斥力作用b粒子在a点和c点的速度大小一定相等c粒子在b点的动能一定大于在a点的动能d粒子在b点的电势能一定大于在c点的电势能答案bd解析如题图所示，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用故a错误a、c两点处于同一等势面上，从a到c，电场力做功为零，则a、c两点动能相等，速度相等，故b正确从a到b过程中，电场力做负功，可知电势能增大，动能减小，粒子在b点的动能一定小于在a点的动能故c错误从b到c过程中，电场力做正功，可知电势能减小，粒子在b点的电势能一定大于在c点的电势能，故d正确故选：b、d题组三综合应用图161911如图1619所示，在匀强电场中，有a、b两点，它们之间的距离为2 cm，两点的连线与场强方向成60角将一个电荷量为2105 c的电荷由a移到b，其电势能增加了0.1 j问：(1)在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？(2)a、b两点的电势差uab为多大？(3)匀强电场的场强为多大？答案(1)0.1 j(2)5 000 v(3)5105 v/m解析(1)电势能增加多少，电场力就做多少负功，故电场力对电荷做了0.1 j的功(2)由wqu，得uab v5 000 v.(3)由ued，得e5105 v/m.图1620 12.如图1620所示，平行金属带电极板a、b间可看成匀强电场，场强e1.2102 v/m，极板间距离d5 cm，电场中c和d点分别到a、b两板的距离均为0.5 cm，b板接地，求：(1)c和d两点的电势、两点间电势差各为多少？(2)用外力将点电荷q2102 c从c点匀速移到d点时此外力做多少功？答案(1)5.4 v0.6 v4.8 v(2)9.6102 j解析(1)因正极板接地，故板间各点电势均小于零，则ubd、ubc均大于零，由ued得ubdedbd1.21020.5102 v0.6 v，即d0.6 v.由于dcb5 cm0.5 cm4.5 cm4.5102 cm，所以ucbedcb1.21024.5102 v5.4 vc.所以ucdcd5.4 v(0.6 v)4.8 v.(2)因为匀速移动，外力所做的功等于克服电场力所做的功w外|qucd|21024.8 j9.6102 j.图162113把一个带正电荷q的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的o点，小球质量m2 g，悬线长l6 cm，两板间距离d8 cm，当两板间加上u2103 v的电压时，