【山西版】2013年高中物理 1-6电势差与电场强度的关系课后巩固提升（含解析）

1 课后巩固提升课后巩固提升 巩 固 基 础 1 对公式E 的理解 下列说法正确的是 Uab d A 此公式适用于计算任何电场中a b两点间的电势差 B a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 解析 公式E 只适用于匀强电场 且d为a b两点所在等势面之间的距离 Uab d 答案 D 2 下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系 说法正确的是 A 任意两点间的电势差 等于场强和这两点间距离的乘积 B 沿电场线方向 任何相同距离上电势降落必相等 C 电势减小的方向必是场强方向 D 在相同距离的两点上 电势差大的 其场强也大 解析 在匀强电场中沿电场线方向相同距离的电势差U相同 因为U Ed 故 B 选项 正确 公式中的d应为匀强电场中两等势面之间的距离 或者说是沿电场线的距离 所以 A C D 选项错误 答案 B 3 如下图所示 实线为某电场的电场线 虚线为等势面 已知 a 3V c 5V ab bc 则 A b 4V B b 4V 2 C bUbc 故从c到b比从b到a电势降落的少 因此 b 4V 答案 B 4 如下图所示 是一簇未标明方向由点电荷产生的电场线 虚线是某一带电粒子通过 该电场区域时的运动轨迹 a b是轨迹上的两点 若带电粒子在运动中只受电场力的作用 根据此图可做出的正确判断是 A 带电粒子所带电荷的符号 B 带电粒子在a b两点的受力方向 C 带电粒子在a b两点的速度何处大 D 带电粒子在a b两点的电势能何处大 解析 根据a b的弯曲方向和电场线的方向可以判断a b两点的受力方向为沿电场 线向左 作出过a和b的等势面 可以看出 由a b电场力做负功 由b到a电场力做正 功 故 B C D 正确 答案 BCD 5 如图所示 在电场强度E 2 103V m 的匀强电场中有三点A M和 B AM 4cm MB 3cm AB 5cm 且AM边平行于电场线 把一电荷量q 2 10 9C 的正电 荷从B移动到M点 再从M点移动到A点 电场力做功为 3 A 0 16 10 6J B 0 12 10 6J C 0 16 10 6J D 0 12 10 6J 解析 B M在同一等势面上 电荷由B到M电场力不做功 由M到A电场力做负功 W qU qEd 2 10 9 2 103 4 10 2J 0 16 10 6J 即电场力做功为 0 16 10 6J 答案 C 6 如图所示 在匀强电场中相距 10mm 的两等势面AA BB 其间有一静止的油滴P 已 知油滴P的重力是 1 6 10 4N 所带的电荷量是 3 2 10 9C 则下面判断正确的是 A A B UAB 100V B A B UAB 750V C A B UBA 500V D A B UBA 1000V 解析 带电油滴受到重力和电场力处于平衡状态 即mg qE 匀强电场的场强E 由以上两式得 UAB 500V 由于油滴受电场力方向向上 所以电场方向向上 UAB d mgd q A B 即UBA 500V C 选项正确 4 答案 C 提 升 能 力 7 如图 所示 两块大平行板A B之间的距离为d 在两板间加上电压U 并将B板 接地作为电势零点 现将正电荷逆着电场线方向由A板移到B板 若用x表示移动过程中 该正电荷到A板的距离 则其电势能Ep随x变化的图像为图 中的 解析 电场线由B指向A 故 A8V m B W 6 10 6J E 6V m C W 8 10 6J E 8V m D W 6 10 6J E 6V m 解析 因为是匀强电场 故D点电势 D 10V 所以D C两点间的电势差 A B 2 UDC D C 8V W qUDC 8 10 6J 因与B等电势的B 点连线为等势线 由图中可 以看出并不与AB垂直 故AB非电场线 AB间沿电场线方向的距离l A B l V m 8V m A 正确 14 6 1 答案 A 9 空间有一匀强电场 在电场中建立如图所示的空间直角坐标系O xyz M N P为 6 电场中的三个点 M点的坐标为 0 a 0 N点的坐标为 a 0 0 P点的坐标为 a 已知电场方向平行于直线MN M点电势为 0 N点电势为 1V 则P点的电势为 a 2 a 2 A V B V 2 2 3 2 C V D V 1 4 3 4 解析 沿z轴负向观察 M N P三点的位置如图所示 其中P与它在Oxy平面内的 投影点P 重合 由题意可知 P P 7 分别过O P 作MN的垂线 垂足分别为A B 由几何知识可知 因为E 1V BM 3 4MNMN 所以UBM E E V M 0 故 B V 又因P B垂直电场线 P B为等势 BM 3 4MN 3 4 3 4 线 P P V 故 D 选项正确 3 4 答案 D 10 如下图所示 一个动能为Ek的电子垂直于A板从小孔C进入匀强电场 能达到的 最大深度为d 设电子电荷量为e A板接地 则B板电势为 V 2 3 解析 由动能定理得qU 0 Ek 即U 而 得UAB 即 Ek q Ek e U 2 3d UAB d 3U 2 3Ek 2e B 3Ek 2e 答案 3Ek 2e 11 如下图所示的电场 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 问 8 1 小球应带何种电荷 电荷量是多少 2 在入射方向上小球最大位移量是多少 电场足够大 解析 1 做电场线如图 所示 由题意 只有小球受到向左的电场力 电场力和重力 的合力与初速度才可能在一条直线上 如图 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方向做匀减速运动 由 知qE mg 相邻 等势面间的电势差用U表示 所以E 所以q U d mg E mgd U 2 由 知F合 mg 因为qE mg qE 2 mg 22 由动能定理 F合sm 0 mv 1 22 0 所以sm mv2 0 2 2mg 2v2 0 4g 答案 1 小球带正电 mgd U 9 2 2v2 0 4g 12 如图所示 A B C表示匀强电场中的三点 它们的电势分别为 A 5V B 9V C 2V 试在图中画出过A B C点的三条等势线 并画出一条过 C点的电场线 解析 由题中给定三点的电势可以发现 UBA 14V UBC 7V 由于是匀强电场 故AB 连线的中点D与C点是等势点 而匀强电场中等势面为一平面 故DC连线为等势线 再过 A B点分别作平行于CD的直线即为所求 如答案图所示 又过C作垂直于CD的直线即为 过C点的电场线 根据电场线与等势面的关系可知 方向应为斜向左上方 答案 13 平行金属板A B带电后 板间产生匀强电场 如下图所示 两板间距是 5cm 两 板间电压是 60V 求 10 1 两板间的场强 2 电场中有P1和P2两点 P1点离A板 0 5cm P2点离B板也是 0 5cm P1 P2两点间 电势差多大 3 若将B板接地 P1与P2两点的电势各是多少伏 解析 1 两板之间是匀强电场 由 E V m 1 2 103V m U d 60 5 10 2 2 P1 P2两点间沿场强方向的距离d 4 0c