2020屆高中物理 第6節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課時(shí)訓(xùn)練 新人教版選修3-1

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1、第6節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 課時(shí)訓(xùn)練 1.(2020·長(zhǎng)沙市一中高二檢測(cè))下列公式中，既適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，也適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的有 (　　) ①場(chǎng)強(qiáng)E＝F/q?、趫?chǎng)強(qiáng)E＝U/d?、蹐?chǎng)強(qiáng)E＝kQ/r2　④電場(chǎng)力做功W＝Uq A．①③　　　　　　　　　 B．②③ C．②④ D．①④ 2．下列說(shuō)法哪些是正確的 (　　) A．電勢(shì)處處相等且不為零的空間中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)必為零 B．電勢(shì)降落速度最大的方向必為場(chǎng)強(qiáng)方向 C．電場(chǎng)中電勢(shì)高的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)較大 D．電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)相等的兩點(diǎn)間電勢(shì)差一定為零 3．如下圖所示，勻

2、強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E＝100V/m，A、B兩點(diǎn)相距10cm，A、B連線與電場(chǎng)線夾角為60°，則UBA之值為 (　　) A．－10V B．10V C．－5V D．－5V 4．(2020·河南寶豐一中高二檢測(cè))A、B在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上，且到連線上中點(diǎn)O的距離相等，如圖所示，則 (　　) A．同一電荷在A，B兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等 B．把正電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到B點(diǎn)，電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減少 C．把正電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到B點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能先減少后增大 D．A、B連線上的任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差為零 5．夏季某日，某地區(qū)距地

3、面一定高度的空中有兩塊相距3km的足夠大的云團(tuán)，受濕氣流影響，兩塊云團(tuán)正在以5m/s的相對(duì)速度靠近，不斷與空氣摩擦帶電．設(shè)兩云團(tuán)之間電勢(shì)差保持3×109V不變，已知空氣電離的電場(chǎng)強(qiáng)度(即發(fā)生放電時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度)為3×106V/m，云團(tuán)間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則大約經(jīng)過(guò)________秒，將會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象；在這次放電中，若從一塊云團(tuán)移到另一塊云團(tuán)的電荷量為500C，閃電歷時(shí)0.01s，則此過(guò)程中的平均電流為________安培．(提示：電流I＝) 6．如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有a、b、c三點(diǎn)，ab＝5cm，bc＝12cm，其中ab沿電場(chǎng)方向，bc和電場(chǎng)方向成60°角，一個(gè)電量為q＝4×10－8C的

4、正電荷從a移到b電場(chǎng)力做功為W1＝1.2×10－7J，求： (1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E； (2)電荷從b移到c，電場(chǎng)力做的功W2； (3)a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uac. 7．平行金屬板A、B帶電后，板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)，如下圖所示，兩板間距是5cm，兩板間電壓是60V.求： (1)兩板間的場(chǎng)強(qiáng)． (2)電場(chǎng)中有P1和P2兩點(diǎn)，P1點(diǎn)距離A板0.5cm，P2點(diǎn)距離B板也是0.5cm.P1、P2兩點(diǎn)間電勢(shì)差多大？ (3)若將B板接地，P1與P2兩點(diǎn)的電勢(shì)各是多少伏？ 1.在水深超過(guò)200m的深海，光線極少，能見度極小．有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)性，能通過(guò)自身發(fā)出生物電，獲得食物，

5、威脅敵害，保護(hù)自己．若該魚鰻的頭尾相當(dāng)于兩個(gè)電極，它在海水中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)104V/m，可擊昏敵害，魚鰻身長(zhǎng)為50cm，則電鰻在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓為 (　　) A．10V B．500V C．5000V D．10000V 2．如圖所示，在沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，有一動(dòng)點(diǎn)A以O(shè)為圓心，r為半徑做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)OA與x軸正向成θ角時(shí)，O、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 (　　) A．UOA＝E·r B．UOA＝E·rsinθ C．UOA＝E·rcosθ D．UOA＝－Er·cosθ 3．(2020·德州高二檢測(cè)

6、)如圖所示，兩塊不帶電的豎直平行金屬板相距為d，一個(gè)重為G的帶電小球在重力作用下在兩板間豎直下落，此時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是AB，當(dāng)兩板間加上電壓U時(shí)，小球受力方向變成沿BC方向，則此小球所帶的電荷量應(yīng)是 (　　) A. B. C. D. 4．如圖所示，一個(gè)動(dòng)能為Ek的電子垂直于A板從小孔C進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，能達(dá)到的最大深度為d，設(shè)電子電荷量為e，A板接地，則B板電勢(shì)為____V. 5．質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)點(diǎn)，在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度方向改變角度為θ(弧度)，AB弧長(zhǎng)為s，如圖所示，則AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝________.AB

7、弧中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小E＝________(不計(jì)重力)． 6．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一電荷量為q＝5.0×10－10C的正電荷，由a點(diǎn)移到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三點(diǎn)的連線組成直角三角形，ab＝20cm，θ＝37°.求： (1)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差； (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大?。? (3)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向． 7．如右圖所示，在空氣中放置兩塊金屬板，板間距離d為5.0mm，電源電壓U為150V，當(dāng)S斷開，金屬板不帶電時(shí)，極板中的油滴勻速下落，速度為v0；然后閉合S，則油滴勻速上升，其速度大小也是v0，已測(cè)得 油滴直徑為1.10×10

8、－6m，密度ρ為1.05×103kg/m3.已知空氣阻力F阻和速度v0成正比，即F阻＝kv0，空氣浮力不計(jì)．基元電荷e為1.6×10－19C，g取10m/s2，試求： (1)油滴所帶的電荷量q是多少？ (2)此油滴缺少或多余多少個(gè)電子？ 第6節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 課時(shí)訓(xùn)練答案 1.答案：D 2.答案：AB 解析：沿場(chǎng)強(qiáng)方向電勢(shì)必然降低，在某空間中電勢(shì)處處相等且不為零，則只有場(chǎng)強(qiáng)為零才可能，故A對(duì)，由電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系可知B對(duì)C錯(cuò)D錯(cuò)． 3.答案：C 解析：UBA＝－Ed＝－100×0.1×cos60°V＝－5V. 4.答案：ABD 5.答案：400　50 0

9、00 解析：設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t 后發(fā)生放電現(xiàn)象， 則由U＝Ed可知，d＝，而t＝ 解之得，t＝400s 由I＝可知，I＝A＝50 000A 6.答案：(1)60V/m　(2)1.44×10－7J　(3)6.6V 解析：(1)從a到b電場(chǎng)力做功 W1＝qUab① 由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系 Uab＝E·dab② 所以E＝＝V/m＝60V/m (2)把電荷從b移到c，電場(chǎng)力做功 W2＝qUbc＝qE·dbc·cos60° ＝4×10－8×60×12×10－2×0.5J ＝1.44×10－7J (3)a與c間的電勢(shì)差 Uac＝Uab＋Ubc＝E·dab＋E·dbc·

10、cos60° ＝(60×5×10－2＋60×12×10－2×0.5)V＝6.6V Uac也可以用Uac＝求解． 7.答案：(1)1.2×103V/m；(2)48V；(3)54V；6V 解析：(1)兩板之間是勻強(qiáng)電場(chǎng)，由 E＝＝V/m＝1.2×103V/m. (2)P1、P2兩點(diǎn)間沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離：d＝4.0cm，所以UP1P2＝Ed＝1.2×103×4×10－2V＝48V. (3)B板接地，選其電勢(shì)為零，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)就等于該點(diǎn)與B板的電勢(shì)差．所以 φP1＝E·d1＝1.2×103×4.5×10－2V＝54V， φP2＝1.2×103×0.5×10－2V＝6V. 1.

11、答案：C 解析：瞬間電壓即瞬間電勢(shì)差，求電勢(shì)差有兩個(gè)公式：一是勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式U＝Ed；二是電勢(shì)差的定義式U＝.本題顯然不能用U＝求解，因?yàn)椴淮嬖谝苿?dòng)電荷作功的問(wèn)題．題目中也沒(méi)有說(shuō)明電鰻的頭尾間產(chǎn)生的電場(chǎng)是不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，但告訴了該電場(chǎng)惟一確定的場(chǎng)強(qiáng)值，這意味著我們可以把它當(dāng)勻強(qiáng)電場(chǎng)處理，因此，可以用U＝Ed求解了． 由U＝Ed可知，電鰻在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓為U＝Ed＝104×0.5V＝5000V 2.答案：C 解析：由圖可知OA沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離為：d＝cosθ＝rcosθ，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系：UOA＝E·d＝Ercosθ，選C. 3.答案：C 解析

12、：由E＝和tan45°＝，解得q＝. 4.答案：－ 解析：由動(dòng)能定理得：qU＝0－Ek，即U＝＝－，而＝，得UAB＝＝－，即φB＝－. 5.答案：0　 6.解析：(1)因?yàn)檎姾蓂從a到b和從a到c，電場(chǎng)力做功相等，所以由W＝qU可得Uab＝Uac，b、c兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，Uab＝＝V＝60V. (2)由U＝Ed得， E＝＝＝V/m＝375V/m. (3)由勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線和等勢(shì)面關(guān)系可知，場(chǎng)強(qiáng)與ac平行且由a指向c. 7.答案：(1)4.8×10－19C(2)多余3個(gè)電子 解析：油滴勻速下落時(shí)，僅受重力和阻力作用，且F阻＝mg.當(dāng)S閉合時(shí)，油滴勻速上升，阻力方向向下，它除了受重力和阻力作用外，還受到向上的電場(chǎng)力作用，由平衡條件可求油滴所帶的電荷量q. (1)勻速下落時(shí)F阻＝mg① 勻速上升時(shí)mg＋F阻＝q·② 已知m＝ρ·πR3③ 由①②③式聯(lián)立可得q＝ ＝C ＝4.8×10－19C (2)n＝＝＝3(多余3個(gè)電子)