【赢在课堂】2014年高中物理 配套课时训练6 电势差与电场强度的关系 新人教版选修3-1

1 课时训练课时训练 6 6 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 1 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 获得食物 威胁敌害 保护自己 若该鱼鳗的头尾相当于两个电极 它在海水中产生的电 场强度达 104V m 可击昏敌害 鱼鳗身长为 50 cm 则电鳗在放电时产生的瞬间电压为 A 10 VB 500 V C 5 000 VD 10 000 V 答案 C 解析 瞬间电压即瞬间电势差 求电势差有两个公式 一是匀强电场中电势差与电场强度的关系式 U Ed 二是电势差的定义式 U 本题显然不能用 U 求解 因为不存在移动电荷做功的问题 题目中 也没有说明电鳗头尾间产生的电场是不是匀强电场 但题目告诉了该电场的电场强度值 这意味着 我们可以把它当匀强电场处理 因此 可以用 U Ed 求解 由 U Ed 可知 电鳗在放电时产生的瞬间电 压为 U Ed 104 0 5 V 5000 V 2 一质量为 2 10 16kg的带正电的油滴静止在两块相距 3 2 cm的水平放置的平行金属板之间 则 两板之间的电势差最大值可能是 g取 10 m s2 A 800 VB 400 V C 600 VD 200 V 答案 B 解析 该油滴在电场中受力平衡 q mg 所以 U q 越小 两板间的电势差就越大 q 的最小值是一个元 电荷 故 Umax V 400 V 3 如图所示 A B C 三点都在匀强电场中 已知 AC BC ABC 60 BC 20 cm 把一个电荷量 q 10 5C的正电荷从 A 移到 B 静电力做功为零 从 B 移到 C 静电力做功为 1 73 10 3J 则该匀强电场的电场强度大小和方向是 A 865 V m 垂直 AC 向左 B 865 V m 垂直 AC 向右 C 1 000 V m 垂直 AB 斜向上 D 1 000 V m 垂直 AB 斜向下 答案 D 解析 把电荷 q 从 A 移到 B 静电力不做功 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 电场强度方向应垂直于等势面 可见选项A B不正确 UBC V 173 V B点电势比C点电势低 173 V 因电场线指向电势降低的方向 所以电场强度方向必 垂直于AB斜向下 电场强度大小E V m 1 000 V m 因此选项D正确 C错误 故正确选项为D 4 如图所示 长为 l 倾角为 的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中 一电荷量为 q 质 量为 m 的小球 以初速度 v0由斜面底端的 M 点沿斜面上滑 到达斜面顶端 N 的速度仍为 v0 则 A 小球在 N 点的电势能小于在 M 点的电势能 B M N 两点的电势差为 C 电场强度等于 D 电场强度等于 答案 AC 解析 带电小球从 M 到 N 的过程中 只有重力和静电力做功 由动能定理 WMN mglsin 0 得 WMN mglsin 0 所以电势能减少 A正确 M 点与 N 点的电势差 UMN 故B错 2 电场强度 E C对 D错 5 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 电场线与矩形所在的平面 平行 已知 A 点的电势是 20 V B 点的电势是 24 V D 点的电势是 4 V 如图所示 由此可知 C点的 电势为 A 4 VB 8 VC 12 VD 24 V 答案 B 解析 由电势降低的方向可以大致画出电场强度的方向如图所示 因为 AB 和 CD 等长且平行 所以 AB 和 CD 在电场强度方向上的投影等长 故 UBA UCD 即 B A C D 解得 C 8 V 选项B正确 6 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 1 10 6 C的正电荷从 D 点 移到 C 点静电力所做的功为 W 则 A W 8 10 6J E 8 V m B W 6 10 6J E 6 V m C W 8 10 6J E 8 V m D W 6 10 6J E 6 V m 答案 A 解析 在匀强电场中 沿 AB 方向电势是均匀降落的 D 为 AB 的中点 则 D V 10 V 从 D 点移到 C 点 静电力所做的功为 W qUDC q D C 1 10 6 10 2 J 8 10 6J 由题图及各点电势可知 电场方向不沿 AB 方向 所 以电场强度 E 8 V m 正确选项为A 7 夏季某日 某地区距地面一定高度的空中有两块相距 3 km的足够大的云团 受湿气流影响 两块 云团正在以 5 m s的相对速度靠近 不断与空气摩擦带电 设两云团之间电势差保持 3 109 V不变 已 知空气电离的电场强度 即发生放电时的电场强度 为 3 106V m 云团间的电场可视为匀强电场 则 大约经过 s 将会发生放电现象 答案 400 解析 设经过时间 t 后发生放电现象 则由 U Ed 可知 d 而 t 解之得 t 400 s 8 如图所示的电场 等势面是一簇互相平行的竖直平面 间隔均为 d 各等势面的电势已在图中标出 U 0 现有一质量为 m 的带电小球以初速度 v0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 电荷量是多少 3 2 小球在入射方向上的最大位移是多少 电场足够大 答案 1 正电荷 2 解析 1 由等势面的形状可知 该电场为匀强电场 作电场线如图 a 所示 由题意知 只有小球受 到向左的静电力 静电力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上 如图 b 所示 只有当 F合与