2018年高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 1.8 電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系習(xí)題 新人教版選修3-1.doc

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電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 （答題時(shí)間：30分鐘） 1. 如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球以初速度v0從斜面底端A點(diǎn)開始沿斜面上滑，當(dāng)?shù)竭_(dá)斜面頂端B點(diǎn)時(shí)，速度仍為v0，則（ ） A. 小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能 B. A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定等于 C. 若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大值一定為 D. 若該電場(chǎng)是由放置在C點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生，則為45 2. 一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x2段是對(duì)稱的曲線，x2~x3段是直線，則下列說法正確的是（ ） A. x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為正值 B. x1、x2、x3處電勢(shì)、、的關(guān)系為 C. 粒子在0～x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2 ~x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng) D. x2~ x3段是勻強(qiáng)電場(chǎng) 3. 如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一梯形ABCD，其中AB=2cm、CD=4cm，A.B.C三點(diǎn)電勢(shì)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(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)，它將克服電場(chǎng)力做功3eV B. 將一電子從A點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做功5eV C. 勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的最小值為3l02V/m D. 勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的最小值為2102V/m 4. 如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行于xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R＝5 cm的圓，圓上有一動(dòng)點(diǎn)P，半徑OP與x軸方向的夾角為θ，P點(diǎn)沿圓周移動(dòng)時(shí)，O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差滿足UOP＝25 sinθ（V），則該勻強(qiáng)電場(chǎng)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(fù)方向 C. 500 V/m，沿y軸正方向 D. 250V/m，沿x軸負(fù)方向 5. 如圖所示，Q是一個(gè)帶負(fù)電的固定點(diǎn)電荷，a、b、c、d是在同一直線上的四個(gè)點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)間的距離等于c、d兩點(diǎn)間的距離，則下列說法正確的是（ ） A. a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) B. a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) C. a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于c、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 D. a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于c、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 6. 下圖所示為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面的距離是25cm，由此可確定電場(chǎng)強(qiáng)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(fù)電的微粒質(zhì)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(yùn)動(dòng)并從極板N的右邊緣B處射出，則（ ） A. 微粒到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為 B. 微粒的加速度大小等于 C. 兩極板的電勢(shì)差 D. 微粒從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程電勢(shì)能減少 8. 如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有a、b、c三點(diǎn)，ab間距離，bc間距離，其中ab沿電場(chǎng)方向，bc和電場(chǎng)方向成60角。一個(gè)帶電量的負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功。求： （1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向； （2）電荷從b點(diǎn)移到c點(diǎn)，電勢(shì)能的變化量； （3）a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。 9. 如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一電荷量為q＝5.010－10C的正電荷，由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功都是3. 010－8J，已知a、b、c三點(diǎn)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(diǎn)間的電勢(shì)差Uab；（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。  1. B 解析：從A到B由動(dòng)能定理可知，，故，選項(xiàng)B正確；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在A點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力恒定，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小球速度仍為v0，故小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)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(dāng)電場(chǎng)力沿斜面向上，大小為F=mgsinθ時(shí)，電場(chǎng)力最小，場(chǎng)強(qiáng)最小，又電場(chǎng)力F=Eq，則該電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的最小值一定是，故C錯(cuò)誤；若該電場(chǎng)是由放置在C點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生，若θ為45，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B。 2. BD 解析：因?yàn)閺?～x1負(fù)電荷電勢(shì)能減小，故電勢(shì)升高，電場(chǎng)線由x1指向O點(diǎn)，同理在x1到x3區(qū)域電場(chǎng)線由x1指向x3，可知x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于在x1到x3區(qū)域電場(chǎng)線由x1指向x3，順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，所以有：φ1＞φ2＞φ3，故B正確；因電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系圖線的斜率等于場(chǎng)強(qiáng)，可知在0～x1段圖象切線的斜率不斷減小，場(chǎng)強(qiáng)減小，粒子所受的電場(chǎng)力減小，加速度減小，做非勻變速運(yùn)動(dòng)，x1～x2段圖象切線的斜率不斷增大，場(chǎng)強(qiáng)增大，粒子所受的電場(chǎng)力增大，做非勻變速運(yùn)動(dòng)，x2～x3段斜率不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不變，是勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子所受的電場(chǎng)力不變，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)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(qiáng)電場(chǎng)中，沿著相同的方向，每前進(jìn)相同的距離，電勢(shì)的變化相同，故：，代入數(shù)據(jù)可得：，電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，故電子從A點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為： ，電場(chǎng)力做正功，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落最快，所以相等的電勢(shì)差下，電場(chǎng)線方向在兩點(diǎn)的連線上時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度最小，電場(chǎng)線的方向沿AB的方向時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度最小，最小為：，故C正確，D錯(cuò)誤。 4. C 解析：因O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差滿足UOP＝25 sinθ（V），故可知場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)電荷電場(chǎng)的公式知：由于，所以，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，故，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；根據(jù)，由于a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于c、d間的電場(chǎng)強(qiáng)度，故a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于c、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，C、D選項(xiàng)均錯(cuò)。 6. D 解析：電場(chǎng)線的方向與等勢(shì)面垂直，并且由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面，故場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右；場(chǎng)強(qiáng)大小為：，選項(xiàng)D正確。 7. C 解析：微粒在運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)的速度一定不是，因此A錯(cuò)誤；將電場(chǎng)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(cuò)誤；電容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，因此兩板間的電勢(shì)差為，C正確，從A向B運(yùn)動(dòng)的過程中，由于電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，D錯(cuò)誤。 8. 解：（1）負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功，說明負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向?yàn)橛蒪指向a，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反，故該勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向?yàn)橛蒩指向b（水平向右），由代入數(shù)值可得E=1.010－3（v/m）； （2）負(fù)電荷由b點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，故電荷的電勢(shì)能增加； （3）a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為（V）。 9. 解：（1）；（2）由于由a 點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功相等，故Uab=Uac，即bc是等勢(shì)面，電場(chǎng)線的方向?yàn)橛蒩指向c，大小為。