2020届高中物理 第6节 电势差与电场强度的关系课时训练 新人教版选修3-1

2020届高中物理 第6节 电势差与电场强度的关系课时训练 新人教版选修3-1

第6节 电势差与电场强度的关系 ‎ 课时训练 ‎1.(2020·长沙市一中高二检测)下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有 (　　)‎ ‎①场强E＝F/q　②场强E＝U/d　③场强E＝kQ/r2　④电场力做功W＝Uq A．①③　　　　　　　　　 B．②③‎ C．②④ D．①④‎ ‎2．下列说法哪些是正确的 (　　)‎ A．电势处处相等且不为零的空间中各点场强必为零 B．电势降落速度最大的方向必为场强方向 C．电场中电势高的点场强较大 D．电场中场强相等的两点间电势差一定为零 ‎3．如下图所示，匀强电场场强E＝100V/m，A、B两点相距‎10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA之值为 (　　)‎ A．－10V B．10V C．－5V D．－5V ‎4．(2020·河南宝丰一中高二检测)A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线上中点O的距离相等，如图所示，则 ‎ (　　)‎ A．同一电荷在A，B两点的电势能相等 B．把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电场强度先增大后减少 C．把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电势能先减少后增大 D．A、B连线上的任意两点的电势差为零 ‎5．夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距‎3km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以‎5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电．设两云团之间电势差保持3×109V不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3×106V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过________秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为‎500C，闪电历时0.01s，则此过程中的平均电流为________安培．(提示：电流I＝)‎ ‎6．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝‎5cm，bc＝‎12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电量为q＝4×10－‎8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7J，求：‎ ‎(1)匀强电场的电场强度E；‎ ‎(2)电荷从b移到c，电场力做的功W2；‎ ‎(3)a、c两点的电势差Uac.‎ ‎7．平行金属板A、B带电后，板间产生匀强电场，如下图所示，两板间距是‎5cm，两板间电压是60V.求：‎ ‎(1)两板间的场强．‎ ‎(2)电场中有P1和P2两点，P1点距离A板‎0.5cm，P2点距离B板也是‎0.5cm.P1、P2两点间电势差多大？‎ ‎(3)若将B板接地，P1与P2两点的电势各是多少伏？‎ ‎1.在水深超过‎200m的深海，光线极少，能见度极小．有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获得食物，威胁敌害，保护自己．若该鱼鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达104V/m，可击昏敌害，鱼鳗身长为‎50cm，则电鳗在放电时产生的瞬间电压为 (　　)‎ A．10V B．500V C．5000V D．10000V ‎2．如图所示，在沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，r为半径做逆时针转动，当OA与x轴正向成θ角时，O、A两点间的电势差为 (　　)‎ A．UOA＝E·r B．UOA＝E·rsinθ C．UOA＝E·rcosθ D．UOA＝－Er·cosθ ‎3．(2020·德州高二检测)如图所示，两块不带电的竖直平行金属板相距为d，一个重为G的带电小球在重力作用下在两板间竖直下落，此时小球的运动轨迹是AB，当两板间加上电压U时，小球受力方向变成沿BC方向，则此小球所带的电荷量应是 (　　)‎ A. B. C. D. ‎4．如图所示，一个动能为Ek的电子垂直于A板从小孔C进入匀强电场，能达到的最大深度为d，设电子电荷量为e，A板接地，则B板电势为____V.‎ ‎5．质量为m，电量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点，其速度方向改变角度为θ(弧度)，AB弧长为s，如图所示，则AB两点间的电势差UAB＝________.AB弧中点的场强大小E＝________(不计重力)．‎ ‎6．如图所示，在匀强电场中，一电荷量为q＝5.0×10－‎10C的正电荷，由a点移到b点和由a点移动到c点，电场力做的功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，ab＝‎20cm，θ＝37°.求：‎ ‎(1)a、b两点间的电势差；‎ ‎(2)匀强电场的场强大小；‎ ‎(3)电场强度的方向．‎ ‎7．如右图所示，在空气中放置两块金属板，板间距离d为‎5.0mm ‎，电源电压U为150V，当S断开，金属板不带电时，极板中的油滴匀速下落，速度为v0；然后闭合S，则油滴匀速上升，其速度大小也是v0，已测得 油滴直径为1.10×10－‎6m，密度ρ为1.05×‎103kg/m3.已知空气阻力F阻和速度v0成正比，即F阻＝kv0，空气浮力不计．基元电荷e为1.6×10－‎19C，g取‎10m/s2，试求：‎ ‎(1)油滴所带的电荷量q是多少？‎ ‎(2)此油滴缺少或多余多少个电子？‎ 第6节 电势差与电场强度的关系 课时训练答案 ‎1.答案：D ‎2.答案：AB 解析：沿场强方向电势必然降低，在某空间中电势处处相等且不为零，则只有场强为零才可能，故A对，由电势差与场强的关系可知B对C错D错．‎ ‎3.答案：C 解析：UBA＝－Ed＝－100×0.1×cos60°V＝－5V.‎ ‎4.答案：ABD ‎5.答案：400　50 000‎ 解析：设经过时间t 后发生放电现象，‎ 则由U＝Ed可知，d＝，而t＝ 解之得，t＝400s 由I＝可知，I＝A＝50 ‎‎000A ‎6.答案：(1)60V/m　(2)1.44×10－7J　(3)6.6V 解析：(1)从a到b电场力做功 W1＝qUab①‎ 由匀强电场中电场强度和电势差的关系 Uab＝E·dab②‎ 所以E＝＝V/m＝60V/m ‎(2)把电荷从b移到c，电场力做功 W2＝qUbc＝qE·dbc·cos60°‎ ‎＝4×10－8×60×12×10－2×0.5J ‎＝1.44×10－7J ‎(3)a与c间的电势差 Uac＝Uab＋Ubc＝E·dab＋E·dbc·cos60°‎ ‎＝(60×5×10－2＋60×12×10－2×0.5)V＝6.6V Uac也可以用Uac＝求解．‎ ‎7.答案：(1)1.2×103V/m；(2)48V；(3)54V；6V 解析：(1)两板之间是匀强电场，由 E＝＝V/m＝1.2×103V/m.‎ ‎(2)P1、P2两点间沿场强方向的距离：d＝‎4.0cm，所以UP1P2＝Ed＝1.2×103×4×10－2V＝48V.‎ ‎(3)B板接地，选其电势为零，电场中某点的电势就等于该点与B板的电势差．所以 φP1＝E·d1＝1.2×103×4.5×10－2V＝54V，‎ φP2＝1.2×103×0.5×10－2V＝6V.‎ ‎1.答案：C 解析：瞬间电压即瞬间电势差，求电势差有两个公式：一是匀强电场中电势差与电场强度的关系式U＝Ed；二是电势差的定义式U＝.本题显然不能用U＝求解，因为不存在移动电荷作功的问题．题目中也没有说明电鳗的头尾间产生的电场是不是匀强电场，但告诉了该电场惟一确定的场强值，这意味着我们可以把它当匀强电场处理，因此，可以用U＝Ed求解了．‎ 由U＝Ed可知，电鳗在放电时产生的瞬间电压为U＝Ed＝104×0.5V＝5000V ‎2.答案：C 解析：由图可知OA沿场强方向的距离为：d＝cosθ＝rcosθ，根据匀强电场中场强与电势差的关系：UOA＝E·d＝Ercosθ，选C.‎ ‎3.答案：C 解析：由E＝和tan45°＝，解得q＝.‎ ‎4.答案：－ 解析：由动能定理得：qU＝0－Ek，即U＝＝－，而＝，得UAB＝＝－，即φB＝－.‎ ‎5.答案：0　 ‎6.解析：(1)因为正电荷q从a到b和从a到c，电场力做功相等，所以由W＝qU可得Uab＝Uac，b、c两点在同一等势面上，Uab＝＝V＝60V.‎ ‎(2)由U＝Ed得，‎ E＝＝＝V/m＝375V/m.‎ ‎(3)由匀强电场电场线和等势面关系可知，场强与ac平行且由a指向c.‎ ‎7.答案：(1)4.8×10－‎19C(2)多余3个电子 解析：油滴匀速下落时，仅受重力和阻力作用，且F阻＝mg.当S闭合时，油滴匀速上升，阻力方向向下，它除了受重力和阻力作用外，还受到向上的电场力作用，由平衡条件可求油滴所带的电荷量q.‎ ‎(1)匀速下落时F阻＝mg①‎ 匀速上升时mg＋F阻＝q·②‎ 已知m＝ρ·πR3③‎ 由①②③式联立可得q＝ ‎＝C ‎＝4.8×10－‎‎19C ‎(2)n＝＝＝3(多余3个电子)‎