2024-2025版高中物理第一章6電勢差與電場強度的關(guān)系課時作業(yè)新人教版選修3-1

PAGEPAGE46電勢差與電場強度的關(guān)系1.(2024·江蘇徐州校級檢測)在水深超過200m的深海,光線極少,能見度極低,有一種電鰻具有特別的適應性,能通過自身發(fā)出的生物電獲得食物、威逼敵害、愛護自己.若該電鰻的頭尾相當于兩個電極,它在海水中產(chǎn)生的電場強度達到104N/C,可擊昏敵害.則身長50cm的電鰻,在放電時產(chǎn)生的瞬間電壓可達(C)A.50V B.500VC.5000V D.50000V解析:U=Ed=104×0.5V=5000V,故C正確.2.(多選)細胞膜的厚度約為700nm(1nm=10-9mA.膜內(nèi)電場強度為5.71×105V/mB.膜內(nèi)電場強度為1.04×106V/mC.每個鈉離子沿電場方向透過膜時靜電力做的功等于6.4×10-20JD.每個鈉離子沿電場方向透過膜時靜電力做的功等于1.28×10-19J解析:由公式E=Ud=0.47×10-7V/m=5.71×105V/m,所以A正確,B錯誤.由公式W=qU=1.6×3.(2024·廣東惠州校級月考)如圖所示是一個勻強電場的等勢面,每兩個相鄰等勢面相距2cm,由此可以確定電場強度的方向和數(shù)值是(B)A.豎直向下,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:依據(jù)電場強度的方向應與等勢面垂直,且由較高的等勢面指向較低的等勢面,可知該電場強度的方向水平向左.由電場強度與電勢差的關(guān)系得E=Ud4.(2024·貴州遵義校級月考)如圖所示,在電場強度E=2×103V/m的勻強電場中有三點A,M和B,AM=4cm,MB=3cm,AB=5cm,且AM邊平行于電場線,把一電荷量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在同一等勢面上,電荷由B到M靜電力不做功.由M到A克服靜電力做功為W=qU=q·Ed=2×10-9×2×103×4×10-2J=1.6×10-7J,即靜電力做功為-1.6×10-7J,故C正確.5.(2024·江西上饒校級月考)下列圖中,a,b,c是勻強電場中的三個點,各點電勢a=10V,b=2V,c=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(D)解析:由題意可知直線ab的中點的電勢為6V,與c點等勢,電場的方向由電勢高處指向電勢低處,選項D正確.6.(2024·河北承德校級月考)勻強電場中的三點A,B,C是一個三角形的三個頂點,AB的長度為1m,D為AB的中點,如圖所示.已知電場線的方向平行于△ABC所在平面,A,B,C三點的電勢分別為14V,6V和2V.設電場強度大小為E,一電荷量為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:因電場是勻強電場,D是AB的中點,故D點電勢D=φA+φB2=10V,所以W=q(D-C)=8×10-6J.設E的方向與AB的夾角為α,則α≠0,否則等勢面與AB垂直,C點電勢就會高于B點電勢.由E=Ud可知φA-φB7.(2024·廣東汕頭模擬)如圖所示,直線上有O,a,b,c四點,a,b間的距離與b,c間的距離相等,在O點處有固定點電荷.已知b點電勢高于c點電勢.若一帶負電荷的粒子僅在靜電力作用下先從c點運動到b點,再從b點運動到a點,則(C)A.兩過程中靜電力做的功相等B.前一過程中靜電力做的功大于后一過程中靜電力做的功C.前一過程中,粒子電勢能不斷減小D.后一過程中,粒子動能不斷減小解析:依據(jù)點電荷電場及電勢分布特點可知,b點電勢高于c點電勢,則O點固定的是正電荷.負電荷移動過程中靜電力做功W=qU,因為Ubc<Uab,則前一個過程中靜電力做功小于后一個過程靜電力做功,A,B錯誤;兩個過程中均為靜電力做正功,粒子的電勢能減小,動能增加,C正確,D錯誤.8.(多選)如圖所示虛線為空間電場的等勢面,電荷量為-q的小球(重力不計),在水平向左的恒力F的作用下沿直線由A勻速運動到B,已知AB和等勢面間的夾角為θ,AB間的距離為d,則(AD)A.A,B兩點的電勢差為FdB.勻強電場的電場強度大小為FC.帶電小球由A運動到B的過程中,電勢能削減了FdsinθD.若要使帶電小球由B向A做勻速直線運動,則力F不變解析:由題意可知,小球受到的靜電力水平向右,電場方向水平向左,依據(jù)動能定理得Fdsinθ-qUAB=0,解得UAB=Fdsinθq,故A正確;A,B兩點所在等勢面間的距離為dsinθ,由E=Ud得電場強度大小為E=UABdsin9.(2024·江西贛州校級月考)如圖所示,勻強電場電場強度為1×103N/C,ab=dc=4cm,bc=ad=3cm,則下述計算結(jié)果正確的是(C)A.ab之間的電勢差為4000VB.ac之間的電勢差為50VC.將q=-5×10-3CD.將q=-5×10-3C解析:由U=Ed可知ab之間的電勢差Uab=E·ab=1×103×0.04V=40V,A錯;ac之間的電勢差等于ab之間的電勢差,即Uac=Uab=40V,B錯;將電荷移動一周,電勢差為零,靜電力做功為零,故C對;Wac=qUac=(-5×10-3)×40J=-0.2J,D錯.(老師備用)1.(2024·湖北襄陽月考)如圖所示,A,B,C,D,E,F為勻強電場中一個邊長為10cm的正六邊形的六個頂點,A,B,C三點電勢分別為1.0V,2.0V,3.0V,則下列說法正確的是(B)A.勻強電場的電場強度大小為10V/mB.勻強電場的電場強度大小為203C.電荷量為1.6×10-19C的正點電荷從E點移到F點,電荷克服靜電力做功為1.6×10-19D.電荷量為1.6×10-19C的負點電荷從F點移到D點,電荷的電勢能削減4.8×10-19解析:將A,C兩點連接,則A,C中點電勢為2.0V,而且恰好在EB連線上,所以E點電勢為2.0V,F,D兩點的電勢分別為1.0V,3.0V.DF連線距離為103cm,依據(jù)勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系E=Ud=20.13V=2033V,故A錯誤,B正確;UEF=1V,WEF=qUEF=1.6×10-19×1J=1.6×10-19J,故C錯誤;UFD=-2V,WFD=qUFD=-1.6×10-19×2.(2024·山東棗莊檢測)如圖所示,一電場中的等勢面是一簇相互平行的平面,間隔均為d,各等勢面的電勢如圖中所示.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,質(zhì)點做直線運動,求:(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,由題意小