2019-2020版高中物理 第一章 6 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1

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1、6電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1.(2019江蘇徐州校級檢測)在水深超過200 m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(gè)電極,它在海水中產(chǎn)生的電場強(qiáng)度達(dá)到104 N/C,可擊昏敵害.則身長50 cm的電鰻,在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓可達(dá)(C)A.50 V B.500 VC.5 000 VD.50 000 V解析:U=Ed=1040.5 V=5 000 V,故C正確.2.(多選)細(xì)胞膜的厚度約為700 nm(1 nm=10-9 m),當(dāng)膜的內(nèi)外層之間的電壓達(dá)0.4 V時(shí),即可讓一價(jià)鈉離子滲透.設(shè)細(xì)胞膜內(nèi)的電場為

2、勻強(qiáng)電場,則鈉離子在滲透時(shí)(AC)A.膜內(nèi)電場強(qiáng)度為5.71105 V/mB.膜內(nèi)電場強(qiáng)度為1.04106 V/mC.每個(gè)鈉離子沿電場方向透過膜時(shí)靜電力做的功等于6.410-20 JD.每個(gè)鈉離子沿電場方向透過膜時(shí)靜電力做的功等于1.2810-19 J解析:由公式E= V/m=5.71105 V/m,所以A正確,B錯誤.由公式W=qU=1.610-190.4 J=6.410-20 J,C正確,D錯誤.3.(2019廣東惠州校級月考)如圖所示是一個(gè)勻強(qiáng)電場的等勢面,每兩個(gè)相鄰等勢面相距2 cm,由此可以確定電場強(qiáng)度的方向和數(shù)值是(B)A.豎直向下,E=100 V/mB.水平向左,E=100 V/

3、mC.水平向左,E=200 V/mD.水平向右,E=200 V/m解析:根據(jù)電場強(qiáng)度的方向應(yīng)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(qiáng)度的方向水平向左.由電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系得E=100 V/m,故B正確.4.(2019貴州遵義校級月考)如圖所示,在電場強(qiáng)度E=2103 V/m的勻強(qiáng)電場中有三點(diǎn)A,M和B,AM=4 cm,MB=3 cm,AB=5 cm,且AM邊平行于電場線,把一電荷量q=210-9 C的正電荷從B移動到M點(diǎn),再從M點(diǎn)移動到A點(diǎn),靜電力做功為(C)A.1.610-7 JB.1.210-7 JC.-1.610-7 JD.-1.210-7 J解析:B,M在同一等

4、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=qEd=210-92103410-2 J=1.610-7 J,即靜電力做功為-1.610-7 J,故C正確.5.(2019江西上饒校級月考)下列圖中,a,b,c是勻強(qiáng)電場中的三個(gè)點(diǎn),各點(diǎn)電勢a=10 V,b=2 V,c=6 V,a,b,c三點(diǎn)在同一平面上,圖中電場強(qiáng)度的方向表示正確的是(D)解析:由題意可知直線ab的中點(diǎn)的電勢為6 V,與c點(diǎn)等勢,電場的方向由電勢高處指向電勢低處,選項(xiàng)D正確.6.(2019河北承德校級月考)勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)A,B,C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn),AB的長度為1 m,D為AB的中點(diǎn),如圖所示.已知電場

5、線的方向平行于ABC所在平面,A,B,C三點(diǎn)的電勢分別為14 V,6 V和2 V.設(shè)電場強(qiáng)度大小為E,一電荷量為110-6 C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)靜電力所做的功為W,則(A)A.W=810-6 JE8 V/mB.W=610-6 JE6 V/mC.W=810-6 JE8 V/mD.W=610-6 JE6 V/m解析:因電場是勻強(qiáng)電場,D是AB的中點(diǎn),故D點(diǎn)電勢D=10 V,所以W=q(D-C)=810-6 J.設(shè)E的方向與的夾角為,則0,否則等勢面與AB垂直,C點(diǎn)電勢就會高于B點(diǎn)電勢.由E=可知=,因0,則cos 8 V/m,故A正確.7.(2019廣東汕頭模擬)如圖所示,直線上有O,a,b,

6、c四點(diǎn),a,b間的距離與b,c間的距離相等,在O點(diǎn)處有固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢.若一帶負(fù)電荷的粒子僅在靜電力作用下先從c點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),再從b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn),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:根據(jù)點(diǎn)電荷電場及電勢分布特點(diǎn)可知,b點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢,則O點(diǎn)固定的是正電荷.負(fù)電荷移動過程中靜電力做功W=qU,因?yàn)閁bcUab,則前一個(gè)過程中靜電力做功小于后一個(gè)過程靜電力做功,A,B錯誤;兩個(gè)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

7、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(jì)),在水平向左的恒力F的作用下沿直線由A勻速運(yùn)動到B,已知AB和等勢面間的夾角為,AB間的距離為d,則(AD)A.A,B兩點(diǎn)的電勢差為B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為C.帶電小球由A運(yùn)動到B的過程中,電勢能減少了Fdsin D.若要使帶電小球由B向A做勻速直線運(yùn)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,根據(jù)動能定理得Fdsin -qUAB=0,解得UAB=,故A正確;A,B兩點(diǎn)所在等勢面間的距離為dsin ,由E=得電場強(qiáng)度大小為E=,故B錯誤;小球從A到B靜電力做功為-Fdsin ,電勢能增加了Fd

8、sin ,故C錯誤;小球在勻強(qiáng)電場中受到的靜電力恒定不變,根據(jù)平衡條件知力F不變,故D正確.9.(2019江西贛州校級月考)如圖所示,勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度為1103 N/C,ab=dc=4 cm,bc=ad=3 cm,則下述計(jì)算結(jié)果正確的是(C)A.ab之間的電勢差為4 000 VB.ac之間的電勢差為50 VC.將q=-510-3 C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcda移動一周,靜電力做功為零D.將q=-510-3 C的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動到c,靜電力做功都是-0.25 J解析:由U=Ed可知ab之間的電勢差Uab=Eab=11030.04 V=40 V,A錯;ac之間的電勢差等于ab之間的電

9、勢差,即Uac=Uab=40 V,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=(-510-3)40 J=-0.2 J,D錯.(教師備用)1.(2019湖北襄陽月考)如圖所示,A,B,C,D,E,F為勻強(qiáng)電場中一個(gè)邊長為10 cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn),A,B,C三點(diǎn)電勢分別為1.0 V,2.0 V,3.0 V,則下列說法正確的是(B)A.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為10 V/mB.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為 V/mC.電荷量為1.610-19 C的正點(diǎn)電荷從E點(diǎn)移到F點(diǎn),電荷克服靜電力做功為1.610-19 JD.電荷量為1.610-19 C的負(fù)點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn),電

10、荷的電勢能減少4.810-19 J解析:將A,C兩點(diǎn)連接,則A,C中點(diǎn)電勢為2.0 V,而且恰好在EB連線上,所以E點(diǎn)電勢為2.0 V,F,D兩點(diǎn)的電勢分別為1.0 V,3.0 V.DF連線距離為10 cm,根據(jù)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系E= V= V,故A錯誤,B正確;UEF=1 V,WEF=qUEF=1.610-191 J=1.610-19 J,故C錯誤;UFD=-2 V,WFD=qUFD=-1.610-19(-2)J=3.210-19 J,負(fù)點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn),電荷的電勢能減少3.210-19 J,故D錯誤.2.(2019山東棗莊檢測)如圖所示,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(diǎn)做直線運(yùn)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,由題意小球受到向左的靜電力,與重力的合力F跟初速度方向相反,如圖(乙)所示,做勻減速直線運(yùn)動,小球帶的一定是正電荷.根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件,有qE=mg相鄰等勢面間的電勢差為U,又E=解得q=.(2)根據(jù)幾何關(guān)系可得F=mg由動能定理得-Fx=0-m解得x=.答案:(1)正電荷(2)5