2019-2020学年新教材高中物理 课时分层作业7 电势差与电场强度的关系（含解析）新人教版必修第三册

课时分层作业(七)电势差与电场强度的关系(时间：40分钟分值：100分)合格基础练一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是()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沿电场线方向上，相同距离上电势降落一定相等c电势降落的方向一定是电场强度的方向d电势降落最快的方向不一定是电场强度的方向b公式uabed中的d是沿电场强度的方向上两点间的距离，a错误；沿电场线方向上，相同距离上电势降落相等，b正确；在匀强电场中，沿不同方向电势均可减小，但沿电场强度方向电势降落最快，c、d错误。2如图所示在某匀强电场中有m、n、p三点，在以它们为顶点的三角形中，m30、p90，直角边np的长度为4 cm。电场方向与三角形所在平面平行。已知m、n和p点的电势分别为3 v、15 v和12 v，则电场强度的大小为()a150 v/mb75 v/mc225 v/md75 v/ma过p点作斜边mn的垂线交mn于o点，由几何知识可知n、o间的距离no2 cm，m、o间的距离mo6 cm，由匀强电场的特点和几何关系得o点的电势为o12 v，即o、p两点在同一等势面上，电场强度e150 v/m，即选项a正确，选项b、c、d错误。3.(多选)如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点。a、b电势分别为a5 v，b3 v，下列叙述正确的是()a该电场在c点处的电势一定为4 vba点处的场强ea一定大于b点处的场强ebc一正电荷从c点运动到b点，电势能一定减少d一正电荷运动到c点时受到的电场力由a指向ccd该电场不一定是匀强电场，无法比较a、b两点的电场强度大小，c点的电势也不一定为4 v，但电场方向由ab，正电荷在c点所受电场力方向一定由a指向c，正电荷由c运动到b的过程中，电场力做正功，电势能一定减少，故c、d正确，a、b错误。4a、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()a4 vb8 vc12 vd24 vb根据匀强电场的特点，uadubc，即adbc，解得c8 v，b正确。5.如图所示的匀强电场场强为1.0103 n/c，ab平行于电场线，abcd4 cm，acbd3 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q5103 c的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是0.25 jd将q5103 c的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 ja由uabed得uab1.01030.04 v40 v，a项正确。因为a、c在同一等势面上，所以uac0，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。wadwabquab(5103)40 j0.2 j，d项错误。6.如图所示，在xoy平面内有一个以o为圆心、半径r0.1 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，场强大小e100 v/m，则o、p两点间的电势差可表示为()auop10sin vbuop10sin vcuop10cos vduop10cos va沿着电场线的方向电势降低，故uop0，在匀强电场中，uopersin 10sin v，故a正确。二、非选择题(14分)7如图所示，在水平方向的匀强电场中，一电场线上有相距6 cm的a、b两点，且uab150 v，求：(1)电场强度的大小和方向；(2)电场中a、c两点相距14 cm，a、c两点连线与电场线方向成37夹角，则c点与a点的电势差uca为多少？(已知sin 370.6，cos 370.8)解析(1)电场强度的大小e v/m2.5103 v/m方向水平向右。(2)c点与a点的电势差ucaedcacos 37280 v。答案(1)2.5103 v/m方向水平向右(2)280 v等级过关练一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.(多选)如图所示，a、b两板间电压为600 v，a板带正电并接地，a、b两板间距离为12 cm，c点离a板4 cm，下列说法正确的是()ae2 000 v/m，c200 vbe5 000 v/m，c200 vc电子在c点具有的电势能为200 evd电子在c点具有的电势能为200 evbda板接地，则其电势为零，又因为a、b两板间的电压为600 v，则b板电势为600 v，由此知c点电势为负值，则a、b两板间场强e50 v/cm5 000 v/m，cedc50 v/cm(4 cm)200 v，选项a错误，b正确；电子在c点具有的电势能为200 ev，选项c错误，d正确。2(多选)如图所示，在电场中任取一条电场线，a、b两点相距为d，则()aa点的场强一定大于b点的场强ba点的电势一定高于b点的电势ca、b两点的电势差一定等于ed(e为a点场强)da、b两点的电势差在数值上等于单位正电荷由a沿任意路径移到b点电场力所做的功bd一条电场线无法确定场强的强弱，a选项错误；沿电场线电势逐渐降低，故a点的电势一定高于b点的电势，b选项正确；匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与间距的乘积，该电场不一定为匀强电场，c选项错误；根据电势差的定义式uab可知，a、b两点的电势差在数值上等于单位正电荷由a沿任意路径移到b点电场力所做的功，d选项正确。3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 ()ab cdc沿电场线的方向电势逐渐降低，a、b错误；在匀强电场中电势与场强的关系为ued，成线性关系，c正确，d错误。4在某电场中，沿x轴上的电势分布如图所示，由图可以判断()ax2 m处电场强度一定为零bx2 m处电场方向一定沿x轴正方向c沿x轴正方向，电场强度先增大后减小d某负电荷沿x轴正方向移动，电势能始终增大dx图像的斜率等于电场强度，则知x2 m处的电场强度不为零，故a错误；随着x的增大电势不断降低，但x2 m点的电场方向不一定沿x轴正方向，故b错误；由图像看出，斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，故c错误；沿x轴正方向电势降低，某负电荷沿x轴正方向移动，受力的方向始终指向x轴的负方向，电场力做负功，电势能始终增大，故d正确。二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，ab5 cm，bc12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60角，一个电荷量为q4108 c的正电荷从a移到b，静电力做功为w11.2107 j，求：(1)匀强电场的电场强度e的大小；(2)电荷从b移到c，静电力做的功w2；(3)a、c两点的电势差uac。解析(1)设a、b两点的间距为d，w1quab，e所以e v/m60 v/m。(2)设b、c两点沿电场强度方向的距离为d1，ubced1d1cos 60，w2qubc由以上三式得：w2qecos 601.44107 j。(3)电荷从a移到c静电力做功为ww1w2quac所以uac v6.6 v。答案(1)60 v/m(2)1.44107 j(3)6.6 v6(14分)人体的细胞膜内外存在电势差(膜电位差)约u35 mv，细胞膜厚度约为d7.0109 m。细胞膜有选择地让钾或钠离子通过，以保持细胞内、外的电势差和渗透压当一个一价的钠离子(电荷量q1.61019 c)从图中的a到b通过细胞膜时，求：(细胞膜内的电场看作匀强电场，且电势关系为ab)(1)它受到的静电力多大？(2)静电力做功是多少？(3)电势能是增加还是减