2023高中物理第十章靜電場中的能量103電勢差與電場強度的關(guān)系測試新人教版

第十章靜電場中的能量3電勢差與電場強度的關(guān)系【基礎(chǔ)鞏固】1.關(guān)于公式E=UdA.由公式E=Ud得,電場強度E與電勢差U成正比,與兩點間距離dB.由公式E=UdC.在勻強電場中,任意兩點間電勢差等于電場強度和這兩點間距離的乘積D.公式E=Ud答案:D2.雷擊,指打雷時電流通過人、畜、樹木、建筑物等而造成殺傷或破壞的一種現(xiàn)象.其中一種雷擊是帶電的云層與大地上某點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象,叫作“直擊雷”.若某次發(fā)生“直擊雷”前瞬間,帶電云層到地面的距離為8km,云層與地面之間的電壓為2×107kV,則此時云層與地面間電場(視為勻強電場)的電場強度為 ()A.2.5×103N/C B.2.5×106N/CC.2.5×107N/C D.2.5×109N/C答案:B3.在水深超過200m的深海,光線極少,能見度極低,有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)性,能通過自身發(fā)出的生物電獲取食物、威脅敵害、保護(hù)自己.若該電鰻的頭尾相當(dāng)于兩個電極,它在海水中產(chǎn)生的勻強電場的電場強度達(dá)到104N/C,則身長50cm的電鰻,在放電時產(chǎn)生的瞬間電壓可達(dá)()A.50V B.500VC.5000V D.50000V答案:C4.如圖所示,實線表示電場線,虛線表示等勢線,a、b兩點的電勢分別為φa=50V,φb=20V,則a、b連線的中點c的電勢φc應(yīng)為 ()A.φc=35VB.φc>35VC.φc<35VD.無法判斷φc的高低解析:由題圖可知,ac段電場線比bc段電場線密,所以ac段電場強度較大,根據(jù)公式U=Ed可知,c、a間電勢差Uca大于b、c間電勢差Ubc,即φcφa>φbφc,得到φc>φa+答案:B5.如圖所示,實線為勻強電場的電場線(圖中未畫出勻強電場的方向),虛線表示等勢面且等間距分布,A點的電勢φA=50V,C點的電勢φC=20V,則A、C中點B處的電勢φB()A.等于25V B.等于30VC.等于35V D.等于40V解析:根據(jù)公式U=Ed可知,A、B間電勢差UAB等于B、C間電勢差UBC,即φAφB=φBφC,得到φB=φA答案:C6.(多選)電場強度為E=1.0×102V/m的勻強電場中,有相距d=2.0×102m的A、B兩點,則A、B兩點間的電勢差可能為 ()A.1.0V B.2.0VC.3.0V D.4.0V解析:當(dāng)d為沿電場線方向兩點間的距離時,UAB最大,UAB=Ed=2.0V,選項A、B正確.答案:AB7.(多選)如圖所示,勻強電場中某電場線上的兩點A、B相距0.2m.電荷量為q=106C的點電荷從A移到B,靜電力做的功為2×106J,則()A.該電場的電場強度為10V/mB.該電場的方向由A指向BC.A、B間的電勢差為10VD.B點的電勢比A點的高解析:根據(jù)電勢差與靜電力做功的關(guān)系有UAB=WABq=2V,由此看出A點的電勢高于B點的電勢,電場方向由A指向B.根據(jù)E=答案:AB【拓展提高】8.空間存在平行于紙面的勻強電場,紙面內(nèi)有一菱形ABCD.將一個電子由C點移動到D點,克服靜電力做功1eV.A點的電勢為3V,則B點的電勢為 ()A.2V B.3VC.4V D.6V答案:C9.(2022·廣東梅州)(多選)如圖所示,某勻強電場中,有邊長為L的正三角形區(qū)域,電場線與正三角形平面平行.一個電荷量為q的正電荷若從A點移到B點,靜電力所做的正功為qU,若從A點移到C點,靜電力所做的正功為2qU,則下列說法正確的是()A.電場方向由A指向CB.若電荷從B移到C,電荷的電勢能增加C.電場強度大小為2D.A、B、C三點中,B點的電勢最高解析:一個電荷量為q的正電荷從A點移到B點,靜電力所做的正功為qU,可知UAB=U;從A點移到C點,靜電力所做的正功為2qU,可知UAC=2U.AC中點的電勢與B點電勢相等,即兩點連線為等勢線,則電場方向由A指向C,選項A正確;因B點電勢高于C點電勢,故電荷從B移到C時電勢能減小,選項B錯誤;電場強度大小為E=UACL=2UL,選項C正確;沿電場線方向電勢降低,可知A、B、答案:AC10.下列圖中,A、B、C是勻強電場中的三個點,各點電勢φA=10V,φB=2V,φC=6V,A、B、C三點在同一平面上,圖中電場強度的方向表示正確的是 ()ABCD解析:由題意可知A、B連線的中點的電勢為6V,與C點等勢.因為電場線與等勢線垂直且沿著電場線的方向電勢降落,故選項D正確.答案:D11.(2022·廣東廣州)(多選)如圖所示,在勻強電場中有A、B、C三點,恰好處于以AB為直徑的圓周上,圓周所在平面與電場方向平行.已知A、B、C三點的電勢分別為23V、0、0,AC的長度為3m,與AB夾角為30°.則下列說法正確的是 ()A.圓周上A點電勢最高B.圓周上BC弧的中點電勢最低C.O點的電勢為3VD.該電場的電場強度為2V/m解析:在勻強電場中,B、C兩點電勢相同,說明BC是等勢線,根據(jù)幾何關(guān)系可知AC與BC垂直,所以AC方向就是電場線的方向.因為勻強電場中沿任何一條電場線電勢都是均勻降低的,所以UAO=UOB.顯然O點電勢為3V,選項C正確;過O點作AC的平行線,交圓周于D、P兩點,如圖所示,P為圓周上電勢最高點,D為電勢最低點,由幾何關(guān)系知D點為圓周上BC弧的中點,選項A錯誤,選項B正確;該電場的電場強度為E=UAClAC答案:BCD

【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.一電場中的等勢面是一簇互相平行的平面,間隔均為d,各等勢面的電勢如圖所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電微粒,以速度v0射入電場,且v0的方向與水平方向成45°角斜向上.若射入電場后,微粒做直線運動,重力加速度為g.(1)微粒帶何種電荷?電荷量是多少?(2)微粒在入射方向的最大位移是多少?(電場足夠大)解析:(1)作電場線如圖甲所示,由題意知微粒受到向左的靜電力,與重力的合力F跟初速度方向相反,如圖乙所示,此時微粒做勻減速直