【三维设计】高中物理 教师用书 第一章 第6节 应用创新演练 新人教版选修31.doc

【三维设计】2013高中物理 教师用书 第一章 第6节 应用创新演练 新人教版选修3-1随堂基础巩固1.关于静电场，下列结论普遍成立的是()a.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的电场强度有关b.电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低c.将正点电荷从电场强度为零的一点移动到电场强度为零的另一点，电场力做功为零d.在正电荷或负电荷产生的静电场中，电场强度方向都指向电势降低最快的方向解析：电场中任意两点间电势差与电场强度有关，也与两点在电场方向上的距离有关，选项a错误；电场强度大的地方电势不一定高，二者没有必然联系，选项b错误；将正电荷从电场强度为零的一点移至电场强度为零的另一点，如将正电荷由等量同种正点电荷连线中点移至无穷远处，电场力做功不为零，选项c错误；电场强度方向由高电势指向低电势且指向电势降落最快的方向，选项d正确。答案：d2.如图169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()图 169a.70 v/m，沿ao方向b.70 v/m，沿co方向c.80 v/m，沿bo方向d.80 v/m，沿co方向解析：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。答案：c3.如图1610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，下列各图中电场强度的方向表示正确的是()图 1610解析：a、b中点电势为6 v，该点与c为等势点，因此电场强度的方向垂直该连线指向低电势一侧。答案：d4.如图1611所示，a、b两平行金属板间的匀强电场的电场强度e2105 v/m，方向如图所示。电场中a、b两点相距10 cm，ab连线与电场线成60角，a点距a板2 cm，b点距b板3 cm，图 1611 (1)求电势差uaa、uab和uab多大；(2)用外力f把电荷量为1107 c的正电荷由b点匀速移动到a点，那么外力f做的功是多少？解析：(1)匀强电场中电场强度与电势差的关系为ued故uaaedaa21050.02 v4103 vuabedab21050.1cos60 v1104 vuabedab2105(0.020.1cos600.03)v2104 v。(2)电荷匀速运动，动能不变，由动能定理wfw电0所以：wfw电qubaquab11071104 j1103 j。答案：(1)4103 v1104 v2104 v(2)1103 j课时跟踪训练(满分50分时间30分钟)一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是()a.任意两点间的电势差，等于电场强度和这两点间距离的乘积b.沿电场线方向，任意相同距离上电势降落必定相等c.电势降低的方向必是电场强度方向d.距离相同的两点上，电势差大的点其电场强度也大解析：本题的关键是理解匀强电场中电场强度与电势差的关系，公式e中“d”是沿电场强度方向上两点的距离，由此很容易判断出a错，d错，b项正确，电场强度的方向是电势降低“最快的”方向而不是指电势降低的方向，故c项错误。答案：b2.如图1中，a、b、c、d、e五点在一直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离，在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为q。已知在q的电场中b、c两点间的电势差为u，将另一个点电荷q从d点移动到e点的过程中，下列说法正确的是()图 1a.电场力做功qu b.克服电场力做功quc.电场力做功大于qu d.电场力做功小于qu解析：点电荷周围的电场线是直线，由电场线的分布特点可知，离点电荷越远，电场强度越弱，即d、e处的电场强度小于b、c处的电场强度，结合电场强度与电势差的关系，可以定性判断出udeubc，因此wdequ，又因为电场力方向和移动方向相同，故电场力做正功，故选d。答案：d3.如图2所示，a、b、c、d、e、f为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，a、b、c三点电势分别为1.0 v、2.0 v、3.0 v，则下列说法正确的是()图 2a.匀强电场的电场强度大小为10 v/mb.匀强电场的电场强度大小为 v/mc.电荷量为1.61019 c的正点电荷从e点移到f点，电荷克服电场力做功为1.61019 jd.电荷量为1.61019 c的负点电荷从f点移到d点，电荷的电势能减少4.81019 j解析：对a、b选项，要找出等势面，求出两个等势面之间的距离。可以将a、c两点连接，则a、c中点电势为2.0 v，而且恰好在eb连线上，所以e点电势为2.0 v，f、d两点的电势分别为1.0 v、3.0 v。df连线距离为10 cm，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系e v v，所以a选项错误，b选项正确。对c、d选项，直接利用计算电场力做功的公式和电场力的功与电势能的关系解决。uef1 v，wefquef1.610191 j1.61019 j，所以c选项错误。ufd2 v，wfdqufd1.61019(2) j3.21019j，负点电荷从f点移到d点，电荷的电势能减小3.21019 j，因而d选项也错误。答案：b4.匀强电场中的三点a、b、c是一个三角形的三个顶点，ab的长度为1 m，d为ab的中点，如图3所示。已知电场线的方向平行于abc所在平面，a、b、c三点的电势分别为14 v、6 v和2 v。设电场强度大小为e，一电荷量为1106 c的正电荷从d点移到c点电场力所做的功为w，则()图 3a.w8106 je8 v/mb.w6106 je6 v/mc.w8106 je8 v/md.w6106 je6 v/m解析：因电场是匀强电场，d是ab的中点，故d的电势d10 v。所以wq(dc)8106 j。设e的方向与的夹角为，则0，否则等势面与ab垂直，c点电势就会高于b点电势。由e可知：，因0，则cos8 v/m，故a正确。答案：a5.如图4所示为某一电场的电场线和等势面。已知a5 v，c3 v，abbc、b点电势为b，b，d 在同一等势面上。以|wac|表示点电荷q由a点移到c点过程中电场力做功的大小，|wdc|表示点电荷q由d点移到c点过程中电场力做功的大小，则()图 4a.b4 v b.b2|wdc|解析：由电场线疏密可知ab段上各点电场强度大于bc段上各点电场强度，由ued可定性判断：uabubc，即abbc，所以b2ub c，b、d在同一等势面上，bd，故uac2udc，电场力做功wqu，得|wac|2|wdc|，所以c错d对。答案：bd6.如图5所示的同心圆是电场中的一组等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由a向c运动时的速度越来越小，b为线段ac的中点，则有()图 5a.电子沿ac运动时受到的电场力越来越小b.电子沿ac运动时它具有的电势能越来越大c.电势abcd.电势差uabubc解析：由a到c，电子的速度越来越小，可知其动能越来越小，电势能越来越大，电场力对其做负功，则电子应顺着电场线运动，即电场线方向由a到c，由此可知这是q形成的电场，因此越靠近q，电场线越密，电场强度也就越大，电子所受电场力也就越大，所以a不对，b对；又因为沿电场线方向电势逐渐降低，所以c对；又因为此电场不是匀强电场，沿电场线方向电势不是均匀降落，故uabubc，所以d错，故b、c正确。答案：bc7.如图6所示，在xoy平面内有一个以o为圆心、半径r0.1 m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e100 v/m，则o、p两点的电势差可表示为()图 6a.uop10 sin(v)b.uop10 sin(v)c.uop10 cos(v) d.uop10 cos(v)解析：本题主要考查匀强电场中电场强度与电势的关系，意在考查ued中d的物理意义。由图知uopeposin10sin(v)。答案：a8.如图7所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入水平匀强电场中，粒子通过电场中b点时速度为2v0，方向与电场方向一致。则a、b两点间的电势差为()图 7a. b.c. d.解析：粒子在竖直方向上做初速度为v0、加速度为g的匀减速运动，其末速度为零，因此它从a到b的运动时间为：t。粒子从a到b在水平方向上做匀加速运动，其水平位移为：xt。设匀强电场的电场强度大小为e，在水平方向上根据牛顿第二定律得：(2v0)202x解得e则a、b两点之间的电势差为：uabex。答案：c二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9.(9分)如图8所示，匀强电场中有a、b、c三点构成三角形，边长均为4 cm，将一带电荷量q1.01010 c的正电荷(不计重力)，从a点移到c点，电场力做功为109 j，若把同一电荷从a点移到b点，电场力做功也为109 j。那么该电场的电场强度是多大？图 8解析：如图所示，把正电荷从电场中的a点分别移到c点或b点，电场力做的功相同，根据wqu可知，b、c两点电势相同，在同一等势面上.由于电场中的等势面与电场线垂直，可见a点与bc等势面在电场强度方向的距离dsin604102 m2102 m；a、b两点的电势差uab v10 v。该电场的电场强度e v/m5102 v/m。答案：5102 v/m10. (9分)平行的带电金属板a、b间是匀强电场，如图9所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 v。试问：(1)两板间的电场强度是多大？图 9(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p2两点间的电势差为多大？(3)若b板接地，p1和p2