2018年高中物理 第1章 靜電場 1.8 電勢差和電場強度的關系習題 新人教版選修3-1.doc

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電勢差和電場強度的關系 （答題時間：30分鐘） 1. 如圖所示，長為L、傾角為的光滑絕緣斜面處于電場中，一帶電量為+q、質量為m的小球以初速度v0從斜面底端A點開始沿斜面上滑，當?shù)竭_斜面頂端B點時，速度仍為v0，則（ ） A. 小球在B點的電勢能一定大于在A點的電勢能 B. A、B兩點間的電勢差一定等于 C. 若電場是勻強電場，則該電場的電場強度最大值一定為 D. 若該電場是由放置在C點的點電荷Q產生，則為45 2. 一帶負電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動，其電勢能Ep隨位移x變化的關系如圖所示，其中0～x2段是對稱的曲線，x2~x3段是直線，則下列說法正確的是（ ） A. x1處電場強度為正值 B. x1、x2、x3處電勢、、的關系為 C. 粒子在0～x2段做勻變速運動，x2 ~x3段做勻速直線運動 D. x2~ x3段是勻強電場 3. 如圖所示，勻強電場中有一梯形ABCD，其中AB=2cm、CD=4cm，A.B.C三點電勢分別為φA= 12V、φB=6V、φC=3V，則下列說法正確的是（ ） A. 若一電子從A點移動到D點，它將克服電場力做功3eV B. 將一電子從A點移動到D點，電場力做功5eV C. 勻強電場場強的最小值為3l02V/m D. 勻強電場場強的最小值為2102V/m 4. 如圖所示，勻強電場方向平行于xOy平面，在xOy平面內有一個半徑為R＝5 cm的圓，圓上有一動點P，半徑OP與x軸方向的夾角為θ，P點沿圓周移動時，O、P兩點的電勢差滿足UOP＝25 sinθ（V），則該勻強電場的大小和方向分別為（ ） A. 5 V/m，沿x軸正方向 B. 500V/m，沿y軸負方向 C. 500 V/m，沿y軸正方向 D. 250V/m，沿x軸負方向 5. 如圖所示，Q是一個帶負電的固定點電荷，a、b、c、d是在同一直線上的四個點，a、b兩點間的距離等于c、d兩點間的距離，則下列說法正確的是（ ） A. a點場強大于b點場強，a點電勢高于b點電勢 B. a點場強大于b點場強，a點電勢低于b點電勢 C. a、b兩點間的電勢差等于c、d兩點間的電勢差 D. a、b兩點間的電勢差小于c、d兩點間的電勢差 6. 下圖所示為勻強電場中的一組等勢面，每兩個相鄰等勢面的距離是25cm，由此可確定電場強度的方向及大小為（ ） A. 豎直向下，E＝0.4N/C B.水平向右，E＝0.4N/C C.水平向左，E＝40N/C D.水平向右，E＝40V/m 7. 如圖所示，傾斜放置的平行板電容器兩極板與水平面間的夾角為θ ，極板間距為d，帶負電的微粒質量為m、帶電量為q，從極板M的左邊緣A處以初速度v0水平射入，沿直線運動并從極板N的右邊緣B處射出，則（ ） A. 微粒到達B點時動能為 B. 微粒的加速度大小等于 C. 兩極板的電勢差 D. 微粒從A點到B點的過程電勢能減少 8. 如圖所示的勻強電場中，有a、b、c三點，ab間距離，bc間距離，其中ab沿電場方向，bc和電場方向成60角。一個帶電量的負電荷從a點移到b點克服電場力做功。求： （1）勻強電場的電場強度大小和方向； （2）電荷從b點移到c點，電勢能的變化量； （3）a、c兩點間的電勢差。 9. 如圖，在勻強電場中，一電荷量為q＝5.010－10C的正電荷，由a點移動到b點和由a點移動到c點，電場力做的功都是3. 010－8J，已知a、b、c三點的連線組成直角三角形，ab＝20cm，θ＝37。（sin37=0.6;cos37=0.8） 求：（1）a、b兩點間的電勢差Uab；（2）勻強電場的場強。  1. B 解析：從A到B由動能定理可知，，故，選項B正確；電場力做正功，電勢能減小，故小球在B點的電勢能一定小于在A點的電勢能，選項A錯誤；若電場是勻強電場，電場力恒定，到達B點時小球速度仍為v0，故小球做勻速直線運動，電場力與重力、支持力的合力為零，小球的重力沿斜面向下的分力mgsinθ一定，則當電場力沿斜面向上，大小為F=mgsinθ時，電場力最小，場強最小，又電場力F=Eq，則該電場場強的最小值一定是，故C錯誤；若該電場是由放置在C點的點電荷Q產生，若θ為45，則A、B兩點的電勢相等，電荷在A、B兩點的電勢能相等，故選項D錯誤；故選B。 2. BD 解析：因為從0～x1負電荷電勢能減小，故電勢升高，電場線由x1指向O點，同理在x1到x3區(qū)域電場線由x1指向x3，可知x1處電場強度為零，選項A錯誤；由于在x1到x3區(qū)域電場線由x1指向x3，順著電場線方向電勢降低，所以有：φ1＞φ2＞φ3，故B正確；因電勢能Ep隨位移x變化的關系圖線的斜率等于場強，可知在0～x1段圖象切線的斜率不斷減小，場強減小，粒子所受的電場力減小，加速度減小，做非勻變速運動，x1～x2段圖象切線的斜率不斷增大，場強增大，粒子所受的電場力增大，做非勻變速運動，x2～x3段斜率不變，場強不變，即電場強度大小和方向均不變，是勻強電場，粒子所受的電場力不變，做勻變速直線運動，故C錯誤，D正確，故選BD。 3. C 解析：根據(jù)題意可得AB=2cm，CD=4cm=2AB，勻強電場中，沿著相同的方向，每前進相同的距離，電勢的變化相同，故：，代入數(shù)據(jù)可得：，電場力做功與路徑無關，只與初末位置有關，故電子從A點移到D點，電場力做的功為： ，電場力做正功，故A錯誤，B錯誤；根據(jù)勻強電場的特點可知，沿電場線的方向電勢降落最快，所以相等的電勢差下，電場線方向在兩點的連線上時電場強度最小，電場線的方向沿AB的方向時電場強度最小，最小為：，故C正確，D錯誤。 4. C 解析：因O、P兩點的電勢差滿足UOP＝25 sinθ（V），故可知場強方向沿y軸正方向，根據(jù)U=ER sinθ可知，ER=25，則，故選C。 5. B 解析：根據(jù)點電荷電場的公式知：由于，所以，沿電場線方向電勢降低，故，故A選項錯誤，B選項正確；根據(jù)，由于a、b間的電場強度大于c、d間的電場強度，故a、b兩點間的電勢差大于c、d兩點間的電勢差，C、D選項均錯。 6. D 解析：電場線的方向與等勢面垂直，并且由高等勢面指向低等勢面，故場強方向水平向右；場強大小為：，選項D正確。 7. C 解析：微粒在運動過程中，受力如圖所示 由于微粒受力不在同一條直線上，因此不可能做勻速直線運動，到達B點的速度一定不是，因此A錯誤；將電場力分解到水平方向和豎直方向上，可知，，，因此加速度大小為，B錯誤；電容器內的電場強度，因此兩板間的電勢差為，C正確，從A向B運動的過程中，由于電場力做負功，電勢能增加，D錯誤。 8. 解：（1）負電荷從a點移到b點克服電場力做功，說明負電荷所受電場力的方向為由b指向a，負電荷所受電場力的方向與電場強度的方向相反，故該勻強電場的方向為由a指向b（水平向右），由代入數(shù)值可得E=1.010－3（v/m）； （2）負電荷由b點移到c點，電場力做的功，電場力做負功，電荷的電勢能增加，故電荷的電勢能增加； （3）a、c兩點間的電勢差為（V）。 9. 解：（1）；（2）由于由a 點移動到b點和由a點移動到c點，電場力做的功相等，故Uab=Uac，即bc是等勢面，電場線的方向為由a指向c，大小為。