2019-2020学年新教材高中物理 课时跟踪训练（八）电势差与电场强度的关系 新人教版必修第三册

1 课时跟踪训练 八 课时跟踪训练 八 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 a 级 学考达标 1 下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法 正确的是 a 在相同距离上 电势差大的其电场强度也必定大 b 任意两点的电势差 等于电场强度与这两点间距离的乘积 c 沿着电场线方向 相同距离上的电势降落必定相等 d 电势降低的方向 必定是电场强度的方向 解析 选 c 由匀强电场的特点知 a b 错误 c 正确 电势降低最快的方向才是电场 强度的方向 d 错误 2 在下列静电学公式中 f q e u和d分别表示静电力 电荷量 电场强度 电 势差及距离 f k e k e u ed 有关四个公式的下列说法中正确 q1q2 r2 q r2 f q 的是 a 它们都只对点电荷或点电荷的电场成立 b 只对点电荷或点电荷的电场成立 对任何电场都成立 c 只对点电荷成立 对任何电场都成立 只对匀强电场成立 d 只对点电荷成立 对任何电场都成立 解析 选 c e 是电场强度定义式 适用于任何电场 f k适用于真空中的点 f q q1q2 r2 电荷 e k是点电荷电场强度决定式 只适用于点电荷 u ed适用于匀强电场 故选 q r2 项 c 正确 a b d 错误 3 正常情况下空气是不导电的 但是如果空气中的电场很强 空气也可以被击穿 空 气被击穿时会看到电火花或闪电 若观察到某次闪电的火花长约 100 m 且已知空气的击 穿电场强度为 3 106 v m 那么发生此次闪电的电势差约为 a 3 108 v b 3 106 v c 3 104 v d 3 10 5 v 解析 选 a 将空气中的电场视为匀强电场 由u ed 可得u 3 108 v a 正确 4 如图所示是一个匀强电场的等势面 每两个相邻等势面相距 2 cm 由此可以确定电场强度的方向和数值是 a 竖直向下 e 100 v m b 水平向左 e 100 v m c 水平向左 e 200 v m d 水平向右 e 200 v m 2 解析 选 b 根据电场强度的方向应与等势面垂直 且由较高的等势面指向较低的等 势面 可知该电场强度的方向水平向左 由电场强度与电势差的关系得 e 100 u d v m b 正确 5 如图所示 在xoy平面内有一个以o为圆心 半径r 0 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e 100 v m 则o p两点 的电势差可表示为 a uop 10sin v b uop 10sin v c uop 10cos v d uop 10cos v 解析 选 a 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u ed中d 的物理意义 由题图知uop e po sin 10sin v a 正确 6 如图所示 在某电场中画出了四条电场线 c d两点是ab连线 的三等分点 已知a点的电势为 a 30 v b点的电势为 b 0 则 a c点的电势 20 v b c点的电势20 v d a b c 都不正确 解析 选 b 由题图看出 ac段电场线比cd段 db段电场线密 则ac段电场强度最 大 根据公式u ed可以知道 a c间电势差uac大于c d间电势差ucd和d b间电势差 udb 所以uac uab a b 10 v 即 a c 10 v 又 a 30 v 可以知道 1 3 1 3 c 20 v 所以 b 选项是正确的 7 如图所示的匀强电场的电场强度为 1 0 103 n c ab平行于电 场线 4 cm 3 cm 则下述计算结果正确的是 abcdacbd a a b之间的电势差为 40 v b a c之间的电势差为 50 v c 将q 5 10 3 c 的点电荷沿矩形路径abdca移动一周 电场力做的功是 0 25 j d 将q 5 10 3 c 的点电荷沿abd从a移到d 电场力做的功是 0 25 j 解析 选 a 由uab ed得uab 1 0 103 0 04 v 40 v a 项正确 因为a c在同 一等势面上 所以uac 0 b 项错误 将电荷沿abdca移动一周 位移为 0 故电场力做的 功为 0 c 项错误 wad wab quab 5 10 3 40 j 0 2 j d 项错误 3 8 a 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 图所示 由此可知c点的电势为 a 4 v b 8 v c 12 v d 24 v 解析 选 b ad和bc在电场强度方向上的投影长度相同 由u ed可知 uad ubc 16 v ubc b c 所以 c b ubc 24 v 16 v 8 v b 正确 9 如图 将电荷量为q 3 0 10 9 c 的点电荷从匀强电场中的b点移动到a点 电场 力做的功为 6 10 7 j ab 2 cm 求 1 a b两点的电势差uab 2 匀强电场的电场强度e 解析 1 把点电荷从b点移动到a点电场力做负功 则把点电荷从a点移动到b点做 正功 所以a b两点的电势差为 uab v 200 v w q 6 10 7 3 10 9 2 匀强电场的电场强度为 e v m 1 0 104 v m u d 200 0 02 答案 1 200 v 2 1 0 104 v m b 级 选考提能 10 如图所示 充电的平行板电容器两板间形成匀强电场 以a点 为坐标原点 ab方向为位移x的正方向 能正确反映电势 随位移x变化的图像是 解析 选 c 沿电场线的方向电势逐渐降低 a b 错误 设ab与水平电场线的夹角为 a点的电势为 a 则 a excos 故 c 正确 d 错误 11 多选 空间某一静电场的电势 在x轴上的分布如图所示 4 x轴上两点b c的电场强度在x轴方向上的分量分别是ebx ecx 下列说法中正确的有 a ebx的大小大于ecx的大小 b ebx的方向沿x轴正方向 c 电荷在o点受到的电场力在x轴方向上的分量最大 d 负电荷沿x轴从b移到c的过程中 电场力先做正功 后做负功 解析 选 ad 在 x图中 图像上某点的切线的斜率为电势在该位置沿x轴方 x 向的变化率 即x轴方向上的电场强度 由题图可知ebx ecx eox 0 故 a 正确 c 错误 根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知ebx沿x轴负方向 b 项错误 负电荷从b 到o 所受电场力沿x轴正方向 负电荷从o到c 所受电场力沿x轴负方向 故可判断负 电荷从b移到c的过程中 电场力先做正功后做负功 d 项正确 12 如图所示的匀强电场 等势面是一簇互相平行的竖直平面 间隔均为d 各等势面电势已在图中标出 现有一质量为m的带电小 球以速度v0 方向与水平方向成 45 角斜向上射入电场 要使小球做 直线运动 求 1 小球应带何种电荷及其电荷量 2 小球受到的合外力的大小 3 在入射方向上小球运动的最大位移xm 电场足够大 解析 1 作电场线如图甲所示 由题意知 小球只有受到向左的电场力 电场力和重 力的合力与初速度才可能在一条直线上 如图乙所示 只有当f合与v0在一条直线上才可 能使小球做直线运动 所以小球带正电 小球沿v0方