2020-2021学年人教版物理选修3-1习题：第1章 6 电势差与电场强度的关系 含解析

1、祝学子学业有成，取得好成绩第一章6练案6 基础夯实 一、选择题（14题为单选题,5、6题为多选题)1下列公式适用于任何电场的是(c）awqedbuedcedek解析:公式wqed,用来计算匀强电场中电场力做功，所以只适用于匀强电场，故a错误.公式ued是匀强电场中电势差与电场强度的关系公式，只适用于匀强电场，故b错误。公式e是电场强度的定义式,运用比值法定义，适用于任何电场,故c正确.公式ek是点电荷场强公式,只适用点电荷的电场，故d错误，故选c.2某匀强电场的等势面分布如图所示，已知相邻等势面的间距均为1 cm，则以下说法中正确的是（d）a电场强度的方向竖直向下b电场强度的方向竖直向上c电场

2、强度的大小为e1 v/md电场强度的大小为e100 v/m解析:根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左。两个相邻等势面相距d1 cm，电势差u1 v，则电场强度e100 v/m，故选项d正确.3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，电场强度大小e100 v/m，则o、p两点的电势差可表示为（a)auop10sin (v) buop10sin (v)cuop10cos (v）duop10cos （v)解析：由于电场强度方向向下，据题可知uop0

3、，则uopersin 1000.1sin (v)10sin （v)，故正确答案为a.4如图中a、b、c三点都在匀强电场中,已知acbc，abc60，bc20 cm。把一个电量q105 c的正电荷从a移到b，电场力做功为零;从b移到c,克服电场力做功1.73 103 j,则该匀强电场的场强大小和方向是（d）a865 v/m，垂直ac向左b865 v/m，垂直ac向右c1 000 v/m,垂直ab斜向上d1 000 v/m，垂直ab斜向下解析:由题，q105c的正电荷从a移到b，电场力做功为零，则a与b电势相等， ab连线是一条等势线.bc间电势差为:ubc v100 v则该匀强电场的场强大小：e

4、 v/m1 000 v/m，电场线方向垂直于ab向下。如图。故选d。5在场强为e1.0102 v/m的匀强电场中,有相距d2。0102 m的a、b两点，则a、b两点间的电势差可能为(ab)a1。0 vb2.0 vc3。0 vd4.0 v解析:由ued可知当d最大时，u最大,代入数值可知u最大值为2.0 v，当a、b位于同一等势面上时uab0知最小值为零，故a、b可能,c、d不可能。6将一根绝缘细线在匀强电场中连接成一个菱形，如图所示。a、b、c、d分别是菱形的四个顶点,且abc120。已知a、b、c三点电势分别为3 v、4 v、5 v,一个带电量为1。0106 c的小蚂蚁在细线区域内爬行。下列

5、说法正确的是(ac）ad点电势为4 vbo点电势为0 vc小蚂蚁在b点电势能等于在d点电势能d小蚂蚁在b点电势能小于在d点电势能解析：由题意可知，bd是匀强电场的一条等势线，电势为4 v，故a正确，b错误；bd在一条等势线上，电势相等，电势能也相等，故c正确,d错误。二、非选择题7图中是某匀强电场的等势面示意图，a、b两点相距5 cm，53,一带电量为4106 c的微粒沿ab匀速运动，求:（1)电场强度大小和方向。(2）微粒的质量.(取g10 m/s2)答案:（1）电场强度大小是500 n/m，方向向下（2)微粒的质量2104 kg解析：(1）设匀强电场的场强大小为e，则：e v500 v/m

6、沿电场线的方向电势降低,所以电场的方向向下。（2)因微粒匀速运动，则有mgqe，则得：m kg2。0104 kg。 能力提升 一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1如图所示，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势分别为a10 v，b2 v,c6 v，a、b、c三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是（d）解析:由于是匀强电场，所以a、b连线的中点与c点等势，电场强度的方向垂直于等势面且由高电势指向低电势处，所以d正确.2如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点o处的电势为零，点a处的电势为6 v，点b处的电势为3 v，则电场强度的大小

7、为(a）a200 v/m b200 v/mc100 v/md100 v/m解析：根据题意,由匀强电场特点可知oa中点c的电势为3 v，与b点电势相等，则bc连线为等势线，自原点o向bc连线引垂线，垂足为d，d点电势为3 v,根据图中几何关系得，得od长度为1.5 cm，则场强为e200 v/m,本题只有选项a正确。3(2019山东济宁市高二上学期三校联考）如图所示，a、b、c为某条电场线上的三个点,且距离abbcd,设a点的电场强度为e,则(b）aa点电场强度一定大于b点电场强度ba点电势一定高于b点电势ca、b两点间的电势差一定等于b、c两点间的电势差da、b两点间的电势差一定等于e、d解析

8、：只有一条电场线，无法判断a、b两点哪一点处的电场线较密，故无法判断a、b两点电场强度的大小,故a错误;由于沿电场线的方向电势逐渐降低，故a点电势一定高于b点电势，故b正确;由于该电场不一定是匀强电场,故a、b两点间的电势差不一定是e、d,uab不一定等于ubc，故c、d错误.4细胞膜的厚度等于700 nm（1 nm109 m）,当膜的内外层之间的电压达0.4 v时，即可让一价钠离子渗透. 设细胞膜内的电场为匀强电场，则钠离子在渗透时（ac)a膜内电场强度为5。71105 v/mb膜内电场强度为1。04106 v/mc每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于6。41020 jd每个钠离子沿

9、电场方向透过膜时电场力做的功等于1.281019 j解析:由公式e v/m5。71105 v/m，所以a正确,b错误.由公式wqu1.610190.4 j6.41020 j，c正确，d错误。5（2019安徽省合肥一中高二上学期段考）如图甲所示，一条电场线与ox轴重合，取o点电势为零，ox方向上各点的电势随x变化的关系如图乙所示，若在o点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用。则(abd)a电子将沿ox方向运动b电子的电势能将一直减小c沿ox方向电场强度一直增大d电子运动的加速度先减小后增大解析:由乙图知沿x轴正方向电势在升高，所以电场沿x轴负方向。电子受电场力方向沿x轴正方向，电子将沿ox方向

10、加速运动，电场力做正功，电子的电势能减小，所以a、b正确；根据e可知电势随x变化图象的斜率表示电场强度，由乙图可知沿ox方向电场强度先减小后增大，电子受电场力先减小后增大，电子运动的加速度先减小后增大，c错误,d正确.二、非选择题6如图所示的a、b、c、d、e、f为匀强电场中正六边形的六个顶点。已知a、b、c三点的电势分别为1 v、1 v、5 v,则d点的电势d为_7_ v.解析：在匀强电场中，沿着任意方向前进相同距离，电势的降落必定相等,由于从a到d方向平行于bc方向，且ad间距等于bc间距的两倍故有da2(cb)代入数据解得d7 v.7(2019黑龙江大庆实验中学高二上学期期末）如图所示，空间有e100 v/m竖直向下的匀强电场，长l0。4 m不可伸长的轻绳固定于o点。另一端系一质量m0。5 kg,电量q0。05 c的带正电小球。拉起小球至绳水平后在a点无初速度释放，当小球运动至o点的正下方b点时绳恰好断裂,小球继续运动，最后落至地面上c点,b点离地的高度hb0。1 m。(g10 m/s2)试求：(1)a、c两点间的电势差uac；(2）绳子张力的最大值;(3）落地点c到b点的水平距离。答案：（1)50 v（2）30 n（3）0。4 m解析：(1）在匀强电场中，uacedac1000.5 v50 v(2)当带电小球摆至b点时，绳子达到最大张力，设为t，小