学人教版选修31 1.6电势差与电场强度的关系 作业（5）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-1 1.6电势差与电场强度的关系 作业（5）1下列说法正确的是（ ）a. 处于静电屏蔽的导体内各点的电势相等，场强也相等b. 匀强电场中各处场强相等，电势也相等c. 沿电场线方向电场强度一定越来越小d. 电势降低的方向就是电场线的方向2如图虚线表示某点电荷电场中的等势面，一带电粒子仅在电场力作用下由a运动到b的轨迹如图中实线所示.粒子在a、b点的加速度大小分别为、，电势能分别为、，下列判断正确的是（ ）a. ， b. ， c. ， d. ， 3如图为某匀强电场的等势面分布图（等势面竖直分布），已知每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的电场强度大小和方向分别为 （ ）a. ，竖直向下b. ，竖直向上c. ，水平向左d. ，水平向右4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。电场线与梯形所在的平面平行。ab平行cd，且ab边长为cd边长的一半，已知a点的电势是3v，b点的电势是5v，c点的电势是7v。由此可知，d点的电势为（ ）a. 4v b. 3v c. 2v d. 1 v5如图所示，平行于匀强电场区域中，有、四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上，已知、三点电动势分别为， ， ，则的电势大小为（ ）a. b. c. d. 6关于静电场，下列结论普遍成立的是()a. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低b. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向c. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关d. 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零7如图所示，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ommn。p点在y轴右侧，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，电场力做负功c. m、n两点间的电势差等于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轴做匀变速直线运动8一匀强电场的方向平行于 xoy 平面，平面内 a、b、c 三点的位置如图所示，三点的电势 分别为 10 v、17 v、26 v。下列说法( )a. 电场强度的大小为 2.5 v/cm b. 坐标原点处的电势为 2vc. 电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 ev d. 电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 ev9一匀强电场的方向平行于xoy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 v、17 v、26 v。下列说法正确的是( )a. 电场强度的大小为2 v/cm b. 坐标原点处的电势为19 vc. 电子在a点的电势能为 -1.610-18j d. 坐标原点处的电势为1 v10关于静电场的以下说法中正确的是：（ ）a. 沿电场线方向各点电势不可能相同；b. 沿电场线方向电场强度一定是减小的；c. 等势面上各点电场强度不可能相同；d. 等势面上各点电场强度方向一定垂直于该等势面。11如图所示，一对平行金属极板相距d=2.5cm，两板间匀强电场方向向下，场强大小e=1.6x103v/m,其中下极板接地（零电势)。a点距下板为h1= 5cm, b板距下板为h2=0.5cm, 试求：(1)两金属板之间的电势差仏大小？(2)现有质量为10-4kg、电量为10-4 c的负点电荷p，若将该点电荷p从a点移到b点，电场力做功多少？点电荷p的电势能是增加还是减少？(3)若将该点电荷从a点以2m/s的速度水平向右射出（极板足够长)，最终将落在哪个极板？到达极板时速度多大？（忽略点电荷p重力的影响）12如图所示，半径为r的水平绝缘圆盘可绕竖直轴oo转动，水平虚线ab、cd互相垂直，一带电荷量为+q的小物块（可视为质点）置于距转轴r处，空间中有匀强电场。当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止。小物块转动到位置（虚线ab上）时受到的摩擦力为零，转动到位置（虚线cd上）时受到的摩擦力大小为f。求：（1）电场强度的方向；（2）圆盘边缘两点间电势差的最大值；（3）小物块从位置转动到位置的过程中克服摩擦力做的功。13如图所示，在xoy平面内，mn和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场，y轴上离坐标原点3l的a点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为v0的电子（质量为m,电量为e）；如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动如果撤去磁场只保留电场，电子将从p点离开电场，p点的坐标是（2l，5l）不计重力的影响，求：（1）电场强度e和磁感应强度b的大小及方向；（2）如果撤去电场，只保留磁场，电子将从轴上的d点（图中未标出）离开磁场，求d点的坐标及电子在磁场中运动的时间。14如图所示，bcdg是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为r，下端与水平绝缘轨道在b点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为05，重力加速度为g（1）若滑块从水平轨道上距离b点s3r的a点由静止释放，滑块到达b点时速度为多大？（2）在（1）的情况下，求滑块到达c点时的速度大小和受到轨道的作用力大小15两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量m、电量e）由静止开始，经电压为的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为；当在两板间加如图2所示的周期为，幅值恒为的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过问：（1）这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少？（2）侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？试卷第5页，总5页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1a【解析】：a、处于静电屏蔽的导体内各点的合场强为零，即场强相等，导体又是一个等势体，所以电势也相等，故a正确；b、匀强电场中各处的场强相等;但沿电场线方向电势一定越来越小,所以电势并不是相等的.故b错误;c、沿电场线方向电势一定越来越小,而场强的大小由电场线的疏密决定.故c错误;d、电势降低最快的方向就是电场线的方向，而电势降低的方向不一定是电场线的方向，故d错误；综上所述本题答案是：a 2d【解析】试题分析：根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力，从外向内，电势降低，所以该电场是负的点电荷产生的电场，则粒子带负电；根据u=ed知，等差等势面越密的位置场强越大，b处等差等势面较密集，则场强大，带电粒子所受的电场力大，加速度也大，即，从a到b，电场线对带电粒子做负功，电势能增加，则知b点电势能大，即；故d正确，abc错误故选d【点睛】本题关键是先根据靠差等势面的疏密判断场强的大小，再结合电场力做功正负分析电势能变化公式u=ed，对非匀强电场可以用来定性分析场强3c【解析】试题分析：电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势根据匀强电场场强与电势差的关系求出电场强度的大小根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左两个相邻等势面相距，电势差u=2v，则电场强度，故c正确4b【解析】由题意知，abdc，在匀强电场中，根据u=ed可知，沿电场线方向相等距离两点间的电势差相等，则dc间电势差是ab间电势差的2倍，即有，可得： ，故b正确，acd错误。5a【解析】在匀强电场中，根据知，沿电场方向相同距离电势差相等，根据平行四边形的特点知，ab与dc平行且相等，所以ab边与dc边沿电场方向的距离相等，ab间的电势差与dc间的电势差相等，即有 ，解得： ，故选项a正确。点睛：在匀强电场中，在电场方向前进相同的距离，电势差相等，结合平行四边形的特点分析。6b【解析】在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，故a错误；沿电场方向电势降低，而且速度最快，故b正确；电势差的大小决定于两点间沿电场方向的距离和电场强度，故c错误；电场力做功与电势的变化有关，将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，没有说明电势的变化，所以不能判断出电场力做功是否为零，故d错误。所以b正确，acd错误。7ab【解析】a项，因电场线与等势面垂直，过m点做等势面，其在p点的下方，且沿着电场线方向电势降低，则m点的电势比p点的电势高，故a项正确。b项，将负电荷由o点移动到p点，电势降低，电势能增大，动能减小，电场力做负功，故b项正确c项，因为u=ed，因om间的电场线比mn间的电场线密集，om间的平均电场强度较大，距离相等，则m、n两点间的电势差小于o、m两点间的电势差，故c项错误。d项，在o点静止释放一带正电粒子，该粒子的受力方向始终指向y轴正方向，则该粒子将沿y轴做直线运动，但不是匀变速直线运动，因为在y轴方向的电场强度不是恒定不变的，故d项错误综上所述本题答案是：ab。8ad【解析】如图所示，在ac连线上，确定一b点，电势为17v，将bb连线，即为等势线，那么垂直bb连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如下图，因为匀强电场，则有：e=ucbd，依据几何关系，则d=bcbcbb=4.56452+62=3.6cm，因此电场强度大小为e=26173.6=2.5v/cm，故a正确； 根据c-a=b-o，因a、b、c三点电势分别为a=10v、b=17v、c=26v，解得：原点处的电势为0=1 v，故b错误；因uab=a-b=10-17=-7v，电子从a点到b点电场力做功为w=quab=7 ev，因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高7 ev，故c错误；同理，ubc=b-c=17-26=-9v，电子从b点运动到c点，电场力做功为w=qubc=9 ev，故d正确；故选ad9cd【解析】d点的电势为20v，作出等势线，垂直于等势线即为电场线的方向a项，cd的电势差为6v，在电场线上的投影为2.4cm，则电场强度e=ud=2.5v/cm ，故a项错误；b项，由图可知，co为电场线方向，根据勾股定理，co=10cm ，o=ced=1v ，故b项错误，d正确；c项，电子在a点的电势能ep=q=10(1.61019)=-1.61018j ，故c正确；综上所述本题答案是：cd10ad【解析】沿电场线的方向电势逐渐降低，所以沿电场线的方向各点电势不可能相同，a正确；电场线的方向不能反映电场线的疏密，所以沿电场线方向电场强度不一定是减小，也可能增大或不变，b错误；电场强度与电势是描述电场的两个不同方面性质的物理量在匀强电场中，各等势面上电场强度都是相等的，c错误；电场线与等势面一定是相互垂直的，这是它们的特点之一，d正确11（1）40v （2） v = 6m/s【解析】（1）两金属板之间的电势差umn大小：umn=ed=1.61032.5102v/m=40v （2）下极板n接地，电势为零，则a点电势ua=eh1=1.61031.5102v=24v b点电势ub=eh2=1.61030.5102v=8v 将点电荷p从a移到b电场力做的功：wab=quab=104（248）j=1.6103j 因为电场力做负功，所以电子的电势能增加了 点电荷p从a水平射出后将到达上板，到达时速度大小为v由能量守恒定律有：qumn+12mv02=12mv2 易得a点和上板电势差umn=16v 将q=104c，m=104kg，vo=2m/s 代入得：v=6m/s。12（1）电场强度的方向为从a指向b；（2）2frq；（3）2fr2【解析】试题分析：在位置时，摩擦力为零，电场力提供向心力，判断电场方向，在位置时摩擦力和电场力合力提供向心力，联立两式求得电场强度，再由u=ed求得电势差；根据动能定理求解摩擦力做功；（1）在位置时，摩擦力为零，电场力提供向心力，而向心力方向水平向右，所以电场力方向水平向右，因为小物块带正电，所以电场方向从a指向b（2）设圆盘转动的角速度为，场强大小为e，小物块质量为m，由牛顿第二定律：在位置：qe=m2r，在位置：f2(qe)2=m2r 圆盘边缘两点间电势差的最大值：u=e2r 联立解得：u=2frq（3）设小物块由转动到克服摩擦力做的功为wf，由动能定理：qerwf=0 解得：wf=2fr2 13（1），沿y轴负方向；，垂直纸面向里 （2）d点的坐标为（0，l）；【解析】试题分析：（1）只有电场时，电子做类平抛运动到p点，则沿y轴方向有 沿v0方向有 v0t=2l 由得，沿y轴负方向 电子做匀速运动时有ee=bev0 由解得 ，垂直纸面向里 （2）只有磁场时，电子受洛伦兹力做圆周运动，设轨道半径为r，由牛顿第二定律有，由得r=l 电子在磁场中运动的轨道如图所示，由几何关系得d点的坐标为（0，l）电子在磁场中运动的周期为t，电子在磁场中运动的时间为考点：带电粒子在混合场中的运动【名师点睛】带电粒子在混合场中的运动是有规律可循的，垂直进入磁场时粒子做匀速圆周运动，垂直进入电场时做平抛运动；若做匀速直线运动，则一定受力平衡。14（1）；（2）【解析】试题分析： （1）设滑块到达b点时的速度为v，由动能定理有而解得（2）设滑块到达c点时速度为vc，受到轨道的作用力大小为f，则得：解得考点：带电粒子在电场中的运动、动能定理、向心力【名