2024-2025版高中物理第一章6电势差与电场强度的关系课时作业新人教版选修3-1

PAGEPAGE46电势差与电场强度的关系1.(2024·江苏徐州校级检测)在水深超过200m的深海,光线极少,能见度极低,有一种电鳗具有特别的适应性,能通过自身发出的生物电获得食物、威逼敌害、爱护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度达到104N/C,可击昏敌害.则身长50cm的电鳗,在放电时产生的瞬间电压可达(C)A.50V B.500VC.5000V D.50000V解析:U=Ed=104×0.5V=5000V,故C正确.2.(多选)细胞膜的厚度约为700nm(1nm=10-9mA.膜内电场强度为5.71×105V/mB.膜内电场强度为1.04×106V/mC.每个钠离子沿电场方向透过膜时静电力做的功等于6.4×10-20JD.每个钠离子沿电场方向透过膜时静电力做的功等于1.28×10-19J解析:由公式E=Ud=0.47×10-7V/m=5.71×105V/m,所以A正确,B错误.由公式W=qU=1.6×3.(2024·广东惠州校级月考)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2cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是(B)A.竖直向下,E=100V/mB.水平向左,E=100V/mC.水平向左,E=200V/mD.水平向右,E=200V/m解析:依据电场强度的方向应与等势面垂直,且由较高的等势面指向较低的等势面,可知该电场强度的方向水平向左.由电场强度与电势差的关系得E=Ud4.(2024·贵州遵义校级月考)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=2×10-9CA.1.6×10-7J B.1.2×10-7JC.-1.6×10-7J D.-1.2×10-7J解析:B,M在同一等势面上,电荷由B到M静电力不做功.由M到A克服静电力做功为W=qU=q·Ed=2×10-9×2×103×4×10-2J=1.6×10-7J,即静电力做功为-1.6×10-7J,故C正确.5.(2024·江西上饶校级月考)下列图中,a,b,c是匀强电场中的三个点,各点电势a=10V,b=2V,c=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(D)解析:由题意可知直线ab的中点的电势为6V,与c点等势,电场的方向由电势高处指向电势低处,选项D正确.6.(2024·河北承德校级月考)匀强电场中的三点A,B,C是一个三角形的三个顶点,AB的长度为1m,D为AB的中点,如图所示.已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A,B,C三点的电势分别为14V,6V和2V.设电场强度大小为E,一电荷量为1×10-6CA.W=8×10-6JE>8V/mB.W=6×10-6JE>6V/mC.W=8×10-6JE≤8V/mD.W=6×10-6JE≤6V/m解析:因电场是匀强电场,D是AB的中点,故D点电势D=φA+φB2=10V,所以W=q(D-C)=8×10-6J.设E的方向与AB的夹角为α,则α≠0,否则等势面与AB垂直,C点电势就会高于B点电势.由E=Ud可知φA-φB7.(2024·广东汕头模拟)如图所示,直线上有O,a,b,c四点,a,b间的距离与b,c间的距离相等,在O点处有固定点电荷.已知b点电势高于c点电势.若一带负电荷的粒子仅在静电力作用下先从c点运动到b点,再从b点运动到a点,则(C)A.两过程中静电力做的功相等B.前一过程中静电力做的功大于后一过程中静电力做的功C.前一过程中,粒子电势能不断减小D.后一过程中,粒子动能不断减小解析:依据点电荷电场及电势分布特点可知,b点电势高于c点电势,则O点固定的是正电荷.负电荷移动过程中静电力做功W=qU,因为Ubc<Uab,则前一个过程中静电力做功小于后一个过程静电力做功,A,B错误;两个过程中均为静电力做正功,粒子的电势能减小,动能增加,C正确,D错误.8.(多选)如图所示虚线为空间电场的等势面,电荷量为-q的小球(重力不计),在水平向左的恒力F的作用下沿直线由A匀速运动到B,已知AB和等势面间的夹角为θ,AB间的距离为d,则(AD)A.A,B两点的电势差为FdB.匀强电场的电场强度大小为FC.带电小球由A运动到B的过程中,电势能削减了FdsinθD.若要使带电小球由B向A做匀速直线运动,则力F不变解析:由题意可知,小球受到的静电力水平向右,电场方向水平向左,依据动能定理得Fdsinθ-qUAB=0,解得UAB=Fdsinθq,故A正确;A,B两点所在等势面间的距离为dsinθ,由E=Ud得电场强度大小为E=UABdsin9.(2024·江西赣州校级月考)如图所示,匀强电场电场强度为1×103N/C,ab=dc=4cm,bc=ad=3cm,则下述计算结果正确的是(C)A.ab之间的电势差为4000VB.ac之间的电势差为50VC.将q=-5×10-3CD.将q=-5×10-3C解析:由U=Ed可知ab之间的电势差Uab=E·ab=1×103×0.04V=40V,A错;ac之间的电势差等于ab之间的电势差,即Uac=Uab=40V,B错;将电荷移动一周,电势差为零,静电力做功为零,故C对;Wac=qUac=(-5×10-3)×40J=-0.2J,D错.(老师备用)1.(2024·湖北襄阳月考)如图所示,A,B,C,D,E,F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点,A,B,C三点电势分别为1.0V,2.0V,3.0V,则下列说法正确的是(B)A.匀强电场的电场强度大小为10V/mB.匀强电场的电场强度大小为203C.电荷量为1.6×10-19C的正点电荷从E点移到F点,电荷克服静电力做功为1.6×10-19D.电荷量为1.6×10-19C的负点电荷从F点移到D点,电荷的电势能削减4.8×10-19解析:将A,C两点连接,则A,C中点电势为2.0V,而且恰好在EB连线上,所以E点电势为2.0V,F,D两点的电势分别为1.0V,3.0V.DF连线距离为103cm,依据匀强电场中电势差与电场强度的关系E=Ud=20.13V=2033V,故A错误,B正确;UEF=1V,WEF=qUEF=1.6×10-19×1J=1.6×10-19J,故C错误;UFD=-2V,WFD=qUFD=-1.6×10-19×2.(2024·山东枣庄检测)如图所示,一电场中的等势面是一簇相互平行的平面,间隔均为d,各等势面的电势如图中所示.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,质点做直线运动,求:(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,由题意小