【同步练习】《6．电势差与电场强度的关系》（人教）.docx

6电势差与电场强度的关系同步练习 选择题1下述关于匀强电场的结论错误的是A公式E=Fq也适用于匀强电场B根据U=Ed可知，任意两点间的电势差与这两点的距离成正比C匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值D匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致2如图所示，在匀强电场中有A、B两点，A、B的连线长为L，与电场线的夹角为。已知A、B两点间的电势差为U，则场强E为AU/L BUL CU/Lsin DU/Lcos 3如图所示的匀强电场场强为103 N/C，ab=dc=4 cm，bc=ad=3 cm。则下述计算结果正确的是Aa、b之间的电势差为40 VBa、c之间的电势差为50 VC将q=-5103 C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周，电场力做功-0.25 JD将q=-5103 C的点电荷沿abc或adc从a点移动到c点，电场力做功都是-0.2 J4某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则A在0x1之间不存在沿x方向的电场B在0x1之间存在沿x方向的匀强电场C在x1x2之间存在沿x方向的匀强电场D在x1x2之间存在沿x方向的非匀强电场5图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距的平行直线。两粒子M、N的质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同的速率射出，两粒子在电场中的运动轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点。已知O点的电势高于c点的电势。若不计粒子的重力，则AM粒子带负电荷，N粒子带正电荷BN粒子在a点的速度与M粒子在c点的速度大小相同CN在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功DM在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零6空间某一静电场的电势在x轴上的分布如图所示，x轴上的两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是Ebx、Ecx，下列说法正确的有AB、C两点的电场强度的大小关系为EbxEcxBEbx的方向沿x轴正方向C电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D负电荷沿x轴从B点移到C点的过程中，电场力先做负功，后做正功7如图所示，真空中存在空间范围足够大的、方向水平向右的匀强电场，在电场中，一个质量为m、带电荷量为q的粒子从O点出发，初速度的大小为v0，在重力和电场力的共同作用下恰能沿场强的反方向成角做匀减速直线运动，求：（1）匀强电场的场强大小；（2）粒子运动的最高点与出发点之间的电势差。8（2014上海卷）静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷A在x2和x4处电势能相等B由x1运动到x3的过程电势能增大C由x1运动到x4的过程电场力先增大后减小D由x1运动到x4的过程电场力先减小后增大9（2015广东卷）如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，MN保持静止，不计重力，则AM的带电量比N大 BM带负电荷，N带正电荷C静止时M受到的合力比N大 D移动过程中匀强电场对M做负功10（2016全国新课标卷）如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则Aaaabac，vavcvb Baaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb 填空题11如图所示，A、B两点相距0.1 m，=60，匀强电场的场强E=100V/m，则A、B间的电势差UAB=_V。12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，由此可确定电场强度的方向是_，电场强度的大小是_m/V。13一个质量为m的带电小球，静止在两块带电的平行金属板间的匀强电场中，此时两板间的电压为300 V；若将该电压降到60 V，其他条件不变，则小球的加速度为_。（已知重力加速度为g） 简答题14如图所示，在匀强电场中，电荷量为q=5.010-10 C的正电荷在平行于电场方向的平面内分别由A点移动到B点和由A点移动到C点，电场力做功都是3.010-8 J。已知ABC中，A=37，C=90，AB=20 cm，（sin37=0.6，cos37=0.8）。求：（1）A、B两点之间的电势差UAB。（2）匀强电场的场强E的大小和方向。15如图所示，在匀强电场中有A、B两点，它们间距为2cm ，两点的连线与场强方向成60角。将一个电量为2105C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J。则：（1）在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？（2）A、B两点的电势差UAB为多少？（3）匀强电场的场强为多大？16如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻两个电势差都相等的四个等势面，一个电子经等势面A时，动能为20eV；经等势面B时，电势能为10eV；到等势面C时，速度刚好为零。已知B、D间距离为0.15m，求：（已知电子的电荷量为1.60l019C，质量m9.01031kg，电子只受电场力的作用）meABCD（1）D面的电势D；（2）电场的场强E；（3）电子飞经B面时的速度vB。答案和解析1D【解析】匀强电场的场强方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致，D说法错误。2D【解析】根据题述，AB长为L，与电场线的夹角为。A、B两点之间沿电场线方向的距离为d=Lcos ，则场强E=U/d=U/Lcos ，选项D正确。3AD【解析】a、b之间的电势差Uab=Eab=1030.04 V40 V，故A正确。由题图可以看出，b、c在同一等势面上，电势相等，则a、c之间的电势差等于a、b之间的电势差，为40 V，故B错误。将q=-5103 C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周，电场力不做功，故C错误。将q=-5103 C的点电荷沿abc或acd从a点移动到c点，电场力做功相等，电场力做功为W=qU=-510340 J=-0.2 J，故D正确。4AC【解析】在0x1之间电势不变，即在0x1之间等势，故在此区间不存在沿x方向的电场；在x1x2之间电势随距离均匀减小，则在x1x2之间有沿x方向的匀强电场，故AC正确。5BD【解析】因O点的电势高于c点的电势，故场强方向向下，由运动轨迹弯曲的方向可知M粒子带正电，N粒子带负电，A错误；因UaO=Uoc，利用动能定理得a、c两点上N、M的速度大小相同，B正确；N粒子从O点到a点的过程中电场力做正功，C错误；O、b在同一等势面上，电场力做功为零，D正确。6A【解析】，反映了沿电场强度方向单位距离上的电势变化，EbxEcx故A正确，在O点的场强最小，C错误；电势降低最快的方向是场强的方向，B错误；从B点移到C点的过程中，电势先升后降，负电荷向电势高的地方移动，电场力做正功，向电势低的地方移动电场力做负功，D错误。7（1）E=（2）U=mv02cos2 2q【解析】（1）依题意，对粒子受力分析可知粒子带负电，粒子受到水平向右的电场力和竖直向下的重力。垂直于运动方向平衡有mgcos =qEsin 解得E=（2）粒子运动到最高点时速度为零，设运动的位移为s，由动能定理：-mgssin qEscos =0mv02最高点与出发点之间的电势差U=qEscos 解得：U=mv02cos2 2q8BC【解析】正点电荷受力方向与电场的方向相同，在0x1电场力为轴正方向，电场力为x轴负方向，x2x4电场力负向，位移正向，电场力做负功，电势能增加，选项A错。x1x3电场力负向，位移正向，电场力做负功，电势能增大，选项B对。电场力大小为，x1x4，电场强度先增大后减小，所以电场力先增大后减小，选项C对D错。9BD【解析】释放后，MN保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力qE和相互之间的库仑力F作用，因此有qE=F，两者方向相反，其合力为0，故选项C错误；由牛顿第三定律可知，MN间相互作用的库仑力F，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷，电量相等，故选项A错误；两小球带异种电荷，相互间的库仑力为引力，由图中位置关系可知，小球M受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场方向相反，所以带负电，小球N受到的水平匀强电场的电场力方向向右，与电场方向相同，所以带正电，故选项B正确；由图示可知，小球M移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角，所以匀强电场对M做负功，故选项D正确。10D【解析】在点电荷的电场中，场强大小，由图可知，可得，而带电粒子运动的加速度，则；而由动能定理：可知电场力做负功，动能减小，由图，则vavcvb，故选D。115【解析】UABELcos =100 V/m0.1 m0.5=5 V。12水平向左 100 【解析】由于电场线与等势面相互垂直且由高电势指向低电势，故电场线的方向水平向左，而电场线的方向即为场强的方向，所以电场强度的方向水平向左；由于匀强电场的每相邻的两个等势面的相距为2 cm，故电场强度的大小为E=U/d= m/V=100m/V。130.8g【解析】由m=qU/d，mgqU/d=ma，联立解得a=0.8g。14【解析】（1）UAB= V=60 V。（2）把同一电荷分别由A点移动到B点和由A点移动到C点，电场力做功都是3.0108 J。表明B、C两点的电势相等，BC为等势线。根据电场线与等势线垂直可知，AC为电场中的一条电场线。根据公式E=U/d可得匀强电场的场强E= V/m=375 V/m。15【答案】（1）0.1J；（2）5103V；（3）5105V/m【解析】（1）由题意知电荷的电势能增加，可知此过程电场力做负功。WAB0.1J。（2）A、B间的电势差UABV5103V。（3）电场强度EV/m5105V/m。16【答案】（1）10 V；（2）133V/m；（3）1.89106m/s【解析】（1）电子在等势面A处的动能为20 eV，到等势面C处的动能为零，从A到C的过程中，动能减少了20eV，它的电势能应增加了20eV。根据在匀强电场中电场力做功的特点，得出电子在B等势面处的动能应为10 eV。已知电子在等势面B处的电势能为10 eV，在等势面B处的电势能与动能总和为EEpBEkB（1010）eV0。由此可知，在等势面C处的总能也应为零。由于EkC0，所以电子