人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量10-3电势差与电场强度的关系练习含答案

第十章静电场中的能量3电势差与电场强度的关系【基础巩固】1.关于公式E=Ud,下列说法正确的是()A.由公式E=Ud得,电场强度E与电势差U成正比,与两点间距离dB.由公式E=UdC.在匀强电场中,任意两点间电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积D.公式E=Ud答案:D2.雷击,指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏的一种现象.其中一种雷击是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象,叫作“直击雷”.若某次发生“直击雷”前瞬间,带电云层到地面的距离为8km,云层与地面之间的电压为2×107kV,则此时云层与地面间电场(视为匀强电场)的电场强度为()A.2.5×103N/C B.2.5×106N/CC.2.5×107N/C D.2.5×109N/C答案:B3.在水深超过200m的深海,光线极少,能见度极低,有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出的生物电获取食物、威胁敌害、保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的匀强电场的电场强度达到104N/C,则身长50cm的电鳗,在放电时产生的瞬间电压可达()A.50V B.500VC.5000V D.50000V答案:C4.如图所示,实线为匀强电场的电场线(图中未画出匀强电场的方向),虚线表示等势面且等间距分布,A点的电势φA=50V,C点的电势φC=20V,则A、C中点B处的电势φB为()A.25V B.30VC.35V D.40V解析:根据公式U=Ed可知,A、B间电势差UAB等于B、C间电势差UBC,即φA-φB=φB-φC,得到φB=φA答案:C5.如图所示,匀强电场的电场强度为E,方向水平向右.圆弧AB对应的圆心为O,半径为r.OA水平,OB与水平方向成θ=π6.则A、B两点间的电势差UAB为()A.5πEr6 C.3Er2 答案:B6.(多选)电场强度为E=1.0×102V/m的匀强电场中,有相距d=2.0×10-2m的A、B两点,则A、B两点间的电势差可能为()A.1.0V B.2.0VC.3.0V D.4.0V解析:当d为沿电场线方向两点间的距离时,UAB最大,UAB=Ed=2.0V,选项A、B正确.答案:AB7.(多选)如图所示,匀强电场中某电场线上的两点A、B相距0.2m.电荷量为q=10-6C的点电荷从A移到B,静电力做的功为2×10-6J,则()A.该电场的电场强度为10V/mB.该电场的方向由A指向BC.A、B间的电势差为10VD.B点的电势比A点的高解析:根据电势差与静电力做功的关系有UAB=WABq=2V,由此看出A点的电势高于B点的电势,电场方向由A指向B.根据E=答案:AB【拓展提高】8.空间存在平行于纸面的匀强电场,纸面内有一菱形ABCD.将一个电子由C点移动到D点,克服静电力做功1eV.A点的电势为3V,则B点的电势为()A.2V B.3VC.4V D.6V答案:C9.(多选)如图所示,长为L、倾角为30°的光滑绝缘斜面固定于水平面上,整个空间存在某电场,一带电荷量为+q、质量为m的小球,以初速度v0由斜面顶端的A点开始沿斜面下滑,到达斜面底端B点的速度仍为v0,途中小球始终未离开斜面,重力加速度为g,则()A.小球的电势能一定减小B.A、B两点的电势差为-mgLC.若处于匀强电场中,则该电场的电场强度最小值为mgD.若处于匀强电场中,则该电场的电场强度可能等于3解析:小球在A、B两点的动能相等,所以小球从A运动到B的过程中,重力势能减小,则整个过程中小球的电势能可能先减小后增大,也可能一直增大,故选项A错误;从A到B由动能定理mgLsin30°+qUAB=12mv02-12mv02,解得A、B两点的电势差UAB=-mgL2q,故选项B正确;若处于匀强电场中,则当电场强度方向沿斜面向上时,该电场的电场强度最小,最小值E答案:BD10.下列图中,A、B、C是匀强电场中的三个点,各点电势φA=10V,φB=2V,φC=6V,A、B、C三点在同一平面上,图中电场强度的方向表示正确的是()ABCD解析:由题意可知A、B连线的中点的电势为6V,与C点等势.因为电场线与等势线垂直且沿着电场线的方向电势降落,故选项D正确.答案:D11.平时我们所处的地球表面,实际上存在电场强度大小为100V/m的电场,可将其视为匀强电场,在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示,空间中存在a、b、c三点,其中a点位于金属杆正上方,b、c等高,则下列说法正确的是()A.b、c两点的电势差Ubc=0B.a点电场强度大小大于100V/mC.a点电场强度方向水平向右D.a点的电势低于c点的电势解析:b、c两点的电势差Ubc=φb-φc=200V-300V=-100V,故选项A错误;由E=Ud及题图可知,a点电场强度大小大于100V/m,故选项B正确;电场线与等势面垂直,并且沿着电场线方向电势逐渐降低,所以a点电场强度方向竖直向下,故选项C错误;a、c两点在同一等势面上,电势相等,故选项D答案:B【挑战创新】12.一电场中的等势面是一簇互相平行的平面,间隔均为d,各等势面的电势如图所示.现有一质量为m的带电微粒,以速度v0射入电场,且v0的方向与水平方向成45°角斜向上.若射入电场后,微粒做直线运动,重力加速度为g.(1)微粒带何种电荷?电荷量是多少?(2)微粒在入射方向的最大位移是多少?(电场足够大)解析:(1)作电场线如图甲所示,由题意知微粒受到向左的静电力,与重力的合力F跟初速度方向相反,如图乙所示,此时微粒做匀减速直线运动,微粒带的一