2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 專題1.6 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課時(shí)同步試題 新人教版選修3-1.doc

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第6節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 1．下述關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)的結(jié)論錯(cuò)誤的是 A．公式E=F／q也適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) B．根據(jù)U=Ed可知，任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)的距離成正比 C．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)值等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)差值 D．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向總是跟電荷所受電場(chǎng)力的方向一致 【答案】D 【解析】勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向總是跟正電荷所受電場(chǎng)力的方向一致，D說法錯(cuò)誤。 2．（2018普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一模擬考試）如圖所示，矩形的四個(gè)頂點(diǎn)a、b、c、d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，ab=2bc=2 m，電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行。已知a點(diǎn)電勢(shì)為18 V，b點(diǎn)電勢(shì)為10 V，c點(diǎn)電勢(shì)為6 V。一帶電粒子從以點(diǎn)以速度v0=1 000 m/s射入電場(chǎng)，v0與ab邊的夾角為45，一段時(shí)間后粒子經(jīng)過ab邊的中點(diǎn)e。不計(jì)粒子的重力，下列判斷正確的是 A．d點(diǎn)電勢(shì)為12 V B．粒子從a點(diǎn)到e點(diǎn)電勢(shì)能增大 C．電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 D．粒子從a點(diǎn)到e點(diǎn)所用時(shí)間為 【答案】C 線垂直于等勢(shì)線，由于以ab=2bc=2 m，故△ade為等腰直角三角形，a點(diǎn)到直線如的距離為等，由U=Ed可得E=，故C項(xiàng)正確；電場(chǎng)力方向與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直，粒子射入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)時(shí)，垂直于電場(chǎng)線方向的位移為，，解得所需時(shí)間為，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．（2018河北省衡水中學(xué)高三第十六次模擬）如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的六個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E、F為正八面體的六個(gè)頂點(diǎn)，已知BE中點(diǎn)O的電勢(shì)為零，A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為7 V、–1 V、3 V，則E、F兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為 A．2 V、–2 V B．1 V、–3 V C．1 V、–5 V D．–2 V、–4 V 【答案】B 4．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A、B的連線長(zhǎng)為L(zhǎng)，與電場(chǎng)線的夾角為α。已知A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，則場(chǎng)強(qiáng)E為 A．U/L B．UL C．U/Lsin α D．U/Lcos α 【答案】D 【解析】根據(jù)題述，AB長(zhǎng)為L(zhǎng)，與電場(chǎng)線的夾角為α。A、B兩點(diǎn)之間沿電場(chǎng)線方向的距離為d=Lcos α，則場(chǎng)強(qiáng)E=U/d=U/Lcos α，選項(xiàng)D正確。 5．（2018北京市海淀區(qū)高三二模）通常情況下，空氣是不導(dǎo)電的。但是如果空氣中的電場(chǎng)很強(qiáng)，使得氣體分子中帶正電、負(fù)電的微粒所受的相反靜電力很大，以至于分子破碎，于是空氣中出現(xiàn)了可以自由移動(dòng)的電荷，空氣變成了導(dǎo)體。這個(gè)現(xiàn)象叫做空氣被“擊穿”。如圖所示，兩金屬板之間的點(diǎn)A、B分別代表某一氣體分子破碎后帶正電、負(fù)電的兩個(gè)微粒（為了看得清楚，兩個(gè)點(diǎn)之間的距離做了放大），兩金屬板之間的距離為1.5 cm，在兩金屬板間加6.0104 V的高電壓，兩板間就會(huì)出現(xiàn)放電現(xiàn)象。下列說法正確的是 A．板M接電源正極，板N接電源負(fù)極 B．兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為4104 V/m C．分子破碎過程中，分子內(nèi)部的電勢(shì)能增大 D．空氣導(dǎo)電時(shí)，兩極板間電場(chǎng)力對(duì)微粒A做負(fù)功 【答案】C 6．（2018江蘇省蘇州市高三第一次模擬）一根輕質(zhì)桿長(zhǎng)為2l，可繞固定于中點(diǎn)位置處的軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，桿兩端固定有完全相同的小球1和小球2，它們的質(zhì)量均為m，帶電荷量分別為+q和–q，整個(gè)裝置放在如圖所示的關(guān)于豎直線對(duì)稱的電場(chǎng)中?，F(xiàn)將桿由水平位置靜止釋放，讓小球1、2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置A、B兩點(diǎn)，設(shè)A、B間電勢(shì)差為U，該過程中 A．小球2受到的電場(chǎng)力減小 B．小球1電勢(shì)能減少了Uq C．小球1、2的機(jī)械能總和增加了Uq+mgl D．小球1、2的動(dòng)能總和增加了Uq 【答案】D 7．某靜電場(chǎng)沿x方向的電勢(shì)分布如圖所示，則 A．在0~x1之間不存在沿x方向的電場(chǎng) B．在0~x1之間存在沿x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) C．在x1~x2之間存在沿x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) D．在x1~x2之間存在沿x方向的非勻強(qiáng)電場(chǎng) 【答案】AC 【解析】在0~x1之間電勢(shì)不變，即在0~x1之間等勢(shì)，故在此區(qū)間不存在沿x方向的電場(chǎng)；在x1~x2之間電勢(shì)隨距離均勻減小，則在x1~x2之間有沿x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，故AC正確。 8．如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，∠ABC=∠CAB=30，BC=m，已知電場(chǎng)線平行于△ABC所在的平面，一個(gè)電荷量q=–210–6 C的點(diǎn)電荷由A移到B的過程中，電勢(shì)能增加了1.210–5 J，由B移到C的過程中電場(chǎng)力做功610–6 J，下列說法正確的是 A．B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBC=3 V B．A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì) C．負(fù)電荷由C點(diǎn)移到A點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能增加 D．該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1 V/m 【答案】D 得：負(fù)電荷由C移到A的過程中，電場(chǎng)力做正功，所以電勢(shì)能減小，C錯(cuò)誤；UBC=–3 V，UCA=–3 V，UAB=6 V，在AB連線取一點(diǎn)D為該線中點(diǎn)，所以UAD=3 V，UCA=–3 V，UAC=3 V，所以C、D電勢(shì)相等，所以CD連線為等勢(shì)線。而三角形ABC為等腰三角形，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿著AB方向，由A指向B。因?yàn)椋蓭缀侮P(guān)系得AD=3 m，所以UAD=EdAD=3 V，所以該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1 V/m，D正確。 9．（2018湖南省益陽市高三調(diào)研）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一長(zhǎng)方形區(qū)域ABCD，邊長(zhǎng)AB=0.3 m、BC=0.4 m，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與ABCD所在平面平行，A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)jA=55 V，jB=19 V，jC=–45 V，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向?yàn)? A．120 V/m，沿AB方向 B．200 V/m，沿AC方向 C．160 V/m，沿AD方向 D．300 V/m，沿BD方向 【答案】B 【解析】連接AC，過B點(diǎn)作，由幾何關(guān)系知， ，據(jù)題知，，，所以與B等電勢(shì)，則為等勢(shì)線；利用等勢(shì)線與場(chǎng)強(qiáng)垂直確定場(chǎng)強(qiáng)方向可知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿AC方向，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，故ACD錯(cuò)誤，B正確。 10．（2018遼寧省大連市普通高中學(xué)生學(xué)業(yè)水平模擬考試）某電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示，M、N兩點(diǎn)相距為d，則 A．M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) B．M點(diǎn)電勢(shì)低于N點(diǎn)電勢(shì) C．正電荷在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向由M指向N D．若E為M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，則M、N兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于Ed 【答案】C 11．如圖所示，真空中存在空間范圍足夠大的、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子從O點(diǎn)出發(fā)，初速度的大小為v0，在重力和電場(chǎng)力的共同作用下恰能沿場(chǎng)強(qiáng)的反方向成θ角做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，求： （1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小； （2）粒子運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)之間的電勢(shì)差。 【答案】（1） （2）mv02cos2 θ／2q 最高點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)之間的電勢(shì)差U=qEscos θ 解得U=mv02cos2 θ／2q 12．（2018安徽省江南十校高三沖刺聯(lián)考）如圖所示，在豎直平面內(nèi)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。長(zhǎng)度為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，初始時(shí)小球靜止在電場(chǎng)中的a點(diǎn)，此時(shí)細(xì)繩拉力為2mg，g為重力加速度。 （1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E和a、O兩點(diǎn)的電勢(shì)差UaO； （2）小球在a點(diǎn)獲得一水平初速度va，使其能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則va應(yīng)滿足什么條件? 【答案】（1） （2） （1）小球靜止在a點(diǎn)時(shí)，由共點(diǎn)力平衡可得① 得，方向豎直向上② 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有③ 則a、O兩點(diǎn)電勢(shì)差④ （2）小球從a點(diǎn)恰好運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，設(shè)到b點(diǎn)速度大小為vb 由動(dòng)能定理⑤ 小球做圓周運(yùn)動(dòng)通過b點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律可得⑥ 聯(lián)立②⑤⑥可得 故應(yīng)滿足 13．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有A、B兩點(diǎn)，它們間距為2 cm，兩點(diǎn)的連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成60角。將一個(gè)不知道電荷性質(zhì)，電荷量為210–5 C的電荷由A移到B，其電勢(shì)能增加了0.2 J。求： （1）判斷電荷帶正電還是負(fù)電？由A到B電場(chǎng)力做的功WAB？ （2）A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為多少？ （3）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的大?。? 【答案】（1）負(fù)電 –0.2 J （2）104 V （3）106 V/m 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)差的減小量，掌握電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系。注意運(yùn)用計(jì)算時(shí)，功的正負(fù)、q的正負(fù)都要代入計(jì)算，以及在中，表示沿電場(chǎng)線方向上的距離。