内容发布更新时间 : 2025/4/6 2:02:04星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第一章 6 电势差与电场强度的关系
基础夯实
一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)
1.(2016·福建漳州市长泰一中高二上学期期中)下列公式适用于任何电场的是( C ) A.W=qEd C.E=
B.U=Ed D.E=k2
FqQr解析:公式W=qEd,用来计算匀强电场中电场力做功,所以只适用于匀强电场,故A错误。公式U=Ed是匀强电场中电势差与电场强度的关系公式,只适用于匀强电场,故B错误。公式E=是电场强度的定义式,运用比值法定义,适用于任何电场,故C正确。公式E=k2是点电荷场强公式,只适用点电荷的电场,故D错误,故选C。
2.某匀强电场的等势面分布如图所示,已知相邻等势面的间距均为1cm,则以下说法中正确的是( D )
FqQr
A.电场强度的方向竖直向下 B.电场强度的方向竖直向上 C.电场强度的大小为E=1V/m D.电场强度的大小为E=100V/m
解析:根据电场线总是与等势面垂直,而且由高电势指向低电势,可知,电场强度方向水平向左。两个相邻等势面相距d=1cm,电势差U=1V,则电场强度E==100V/m,故选项D正确。
3.如图所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小E=100V/m,则O、P两点的电势差可表示为( A )
Ud
A.UOP=-10sinθ(V) C.UOP=-10cosθ(V)
B.UOP=10sinθ(V) D.UOP=10cosθ(V)
解析:由于电场强度方向向下,据题可知UOP<0,则UOP=-ERsinθ=-100×0.1sinθ(V)=-10sinθ(V),故正确答案为A。
4.(2016·河北保定市徐水一中高二上学期期中)如图中A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm。把一个电量q=10C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,克服电场力做功1.73×10J,则该匀强电场的场强大小和方向是( D )
-3
-5
A.865V/m,垂直AC向左 B.865V/m,垂直AC向右 C.1000V/m,垂直AB斜向上 D.1000V/m,垂直AB斜向下
解析:由题,q=10C的正电荷从A移到B,电场力做功为零,则A与B电势相等, AB连线是一条等势线。
-3
WBC1.73×10
BC间电势差为:UBC==-V=-1003V -5
q10
-5
则该匀强电场的场强大小:E=
1003
3
0.2×
2
V/m=1000V/m,电场线方向垂直于AB向下。
如图。故选D。
5.在场强为E=1.0×10V/m的匀强电场中,有相距d=2.0×10m的a、b两点,则a、
2
-2
b两点间的电势差可能为( AB )
A.1.0V C.3.0V
B.2.0V D.4.0V
解析:由U=Ed可知当d最大时,U最大,代入数值可知U最大值为2.0V,当a、b位于同一等势面上时Uab=0知最小值为零,故A、B可能,C、D不可能。
6.将一根绝缘细线在匀强电场中连接成一个菱形,如图所示。a、b、c、d分别是菱形的四个顶点,且∠abc=120°。已知a、b、c三点电势分别为3V、4V、5V,一个带电量为+1.0×10C的小蚂蚁在细线区域内爬行。下列说法正确的是( AC )
-6
A.d点电势为4V B.O点电势为0V
C.小蚂蚁在b点电势能等于在d点电势能 D.小蚂蚁在b点电势能小于在d点电势能
解析:由题意可知,bd是匀强电场的一条等势线,电势为4V,故A正确,B错误;bd在一条等势线上,电势相等,电势能也相等,故C正确,D错误。
二、非选择题
7.(2016·吉林一中高二上学期期中)图中是某匀强电场的等势面示意图,A、B两点相距5cm,θ=53°,一带电量为-4×10C的微粒沿AB匀速运动,求:
-6
(1)电场强度大小和方向。 (2)微粒的质量。(取g=10m/s)
答案:(1)电场强度大小是500N/m,方向向下 (2)微粒的质量2×10kg 解析:(1)设匀强电场的场强大小为E,则:
-4
2
UABUAB20E===V=500V/m
d0.05×sin53°AB·sinθ
沿电场线的方向电势降低,所以电场的方向向下。 (2)因微粒匀速运动,则有mg=qE,
qE4×10-6×500-4
则得:m==kg=2.0×10kg。
g10