【创新设计】高中物理 1.7 电势差与电场强度的关系练习 新人教版选修31.doc

【创新设计】2014-2015学年高中物理 1.7 电势差与电场强度的关系练习 新人教版选修3-1公式e及ued的理解及应用图1771如图177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，电势越来越低”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.应用ued或e定性分析非匀强电场图1782如图178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为()a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.用等分法画电场线图1793如图179所示，a、b、c是匀强电场中等腰直角三角形的三个顶点，已知a、b、c三点的电势分别为a15 v，b3 v，c3 v，试确定场强的方向，并画出电场线答案见解析解析根据a、b、c三点电势的特点，在ac连线上取m、n两点，使ammnnc，如图所示，尽管ac不一定是场强方向，但可以肯定am、mn、nc在场强方向上的投影长度相等，由ued可知，uamumnunc v6 v由此可知，n3 v，m9 v，b、n两点等电势，bn的连线即为等势面，那么电场线与bn垂直电场强度的方向为电势降低的方向：斜向下.(时间：60分钟)题组一公式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，则这两点的电势差越大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17102如图1710所示，a、b两点相距10 cm，e100 v/m，ab与电场线方向的夹角120，求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dcos (180120)10 cm5 cm.由于ab，则根据ued得uabed1005102 v5 v.图17113如图1711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解析从等势面的疏密可以看出eaebec，又abbc由公式ued可以判断uabubc，所以b6 v.4在水深超过200 m的深海，光线极少，能见度极小，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物、威胁敌害、保护自己该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104 n/c时可击昏敌害身长50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达_ v.答案5 000 v解析根据ued104 n/c0.5 m5 000 v图17125平行的带电金属板a、b间是匀强电场，如图1712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.题组二找等势点，定电场方向图17136如图1713所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25 cm，由此可确定电场强度的方向及大小为()a竖直向下，e0.4 n/c b水平向右，e0.4 n/cc水平向左，e40 n/c d水平向右，e40 v/m答案d解析电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势降低，故场强方向水平向右，场强大小e v/m40 v/m，故d项正确图17147如图1714所示，a、b、c三点都在匀强电场中，已知acbc，abc60，20 cm，把一个电荷量q105 c的正电荷从a移到b，电场力做功为零；从b移到c，电场力做功为1.73103 j，则该匀强电场的电场强度大小和方向为()a865 v/m，垂直ac向左b865 v/m，垂直ac向右c1 000 v/m，垂直ab斜向上d1 000 v/m，垂直ab斜向下答案d解析把电荷q从a移到b，电场力不做功，说明a、b两点在同一等势面上，因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线ab即为等势线，电场强度方向垂直于等势面，可见，选项a、b错误；ubc v173 v，b点电势比c点低173 v，因电场线指向电势降低的方向，所以场强方向必垂直于ab斜向下，电场强度大小e v/m1 000 v/m，因此选项d正确，c错误图17158图1715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方向大小接近e v/m80 v/m，故c正确9下列图中，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势a10 v，b2 v，c6 v，a、b、c三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是()答案d解析直线ab的中点的电势为6 v，与c点等电势，故应按d图求解电场的方向则由电势高处指向电势低处故d图正确图171610a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在平面平行已知a点的电势为20 v，b点的电势为24 v，d点的电势为4 v，如图1716所示由此可知c点的电势为()a4 v b8 v c12 v d24 v答案b解析连接bd，因ubd20 v，可将bd等分为5份，找到4个等分点e、f、g、h，由图可知e20 v，则a、e等势，由对称关系可知h点与c点电势相等，即c8 v也可因为bc与ad平行且相等，由匀强电场特点可得：bcad，解得c8 v.题组三综合应用图171711如图1717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，静电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，静电力就做多少负功，故静电力对电荷做了0.1 j的功(2)由wqu，得uab v5 000 v.(3)由ued，得e5105 v/m.图171812如图1718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)将点电荷q2102 c从c点匀速移到d点时外力做多少功？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，外力所做的功等于电场力所做的功w外|qucd|21024.8 j9.6102 j.图171913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，小球自悬线水平的a点由静止开始向下运动到