2021-2022学年粤教版(2019)必修第三册 1.5电势差及其电场强度的关系 课后练习(word解析版)

文档属性

名称 2021-2022学年粤教版(2019)必修第三册 1.5电势差及其电场强度的关系 课后练习(word解析版)
格式 doc
文件大小 760.0KB
资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-20 05:59:48

图片预览

文档简介

2021-2022学年粤教版(2019)必修第三册
1.5电势差及其电场强度的关系
课后练习(解析版)
1.在匀强电场中把电荷量为的点电荷从A点移动到B点,静电力做功为,再把这个电荷从B点移动到C点,克服静电力做功。下列选项不正确的是(  )
A.A、B两点间的电势差
B.C、A两点间的电势差
C.A、B、C三点的电势高低关系为
D.A、B、C三点的电势高低关系为
2.如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况,在等势面中有A、B、C三点。其中A、B两点位置关于避雷针对称。下列说法中正确的是(  )
A.A、B两点的场强相同
B.C点场强大于B点场强
C.某负电荷从C点移动到B点,电场力做负功
D.某正电荷在C点的电势能小于B点的电势能
3.某一孤立带电体电场线分布如图所示,b、c为某一圆周上的两点,则下列说法正确的是(  )
A.b点的电场强度大于c点的电场强度
B.圆周上每点的电势一定相同
C.正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.该带电体左端的电势高于右端
4.如图所示,为某点电荷周围的部分未标明方向的电场线和等势面分布图,已知=10V,=30V,b为a、c连线中点,则(  )
A.该点电荷一定是正电荷
B.Uab=10V
C.>20V
D.<20V
5.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知(  )
A.三个等势面中,a的电势最高
B.带电质点通过P点时电势能较大
C.带电质点过P点时的动能较大
D.带电质点通过P点时的加速度较小
6.如图所示,在O点处放置一点电荷+Q,a、b、c、d、e、f是以O点为球心的球面上的点,aecf平面与bedf平面垂直,则下列说法中正确的是(  )
A.b、d两点的电场强度相同
B.a、f两点的电势相等
C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力要做功
D.图中Oa两点之间的电势差与Ob两点之间的电势差不同
7.在某电场中,将一带电荷量为q=+2.0×10-9C的点电荷从a点移到b点,电场力做功W=-4.0×10-7J,则a、b两点间的电势差Uab为(  )
A.-400V
B.-200V
C.200V
D.400V
8.关于等势面,下列说法正确的是(  )
A.电荷在等势面上移动时不受静电力作用,所以静电力不做功
B.等势面上各点的电场强度相等
C.等势面一定跟电场线垂直
D.两不同等势面在空间可以相交
9.如图所示,下列说法正确的是(  )
A.φA>φB
B.负电荷在A点时的电势能大于在B点时的电势能
C.负电荷由B移动到A时静电力做正功
D.UAB>0
10.如图(a),在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应,在金属平板上表面产生感应电荷,金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示,相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处,该试探电荷受到的电场力大小分别为和,相应的电势能分别为和,则(  )
A.
B.
C.
D.
11.关于静电场的电场强度.电势和电势能,下列说法正确的是(  )
A.电场强度的方向处处与等电势面垂直
B.电场强度为零的地方,电势也为零
C.负电荷在电势高处电势能大
D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
12.如图所示,匀强电场与圆所在平面平行,圆的圆心为O,半径为R=5cm,圆上有A、B、C三点,。A、O、C三点的电势分别为4V、8V、13V,沿着圆周移动一个电子,其电荷量为e、,。下列说法正确的是(  )
A.匀强电场的电场强度大小为100V/m
B.匀强电场的电场线与CO垂直
C.电子的最大电势能为13eV
D.从B点到C点,电场力对电子做正功
13.如图所示,xOy平面内有一圆与x轴相切于O点,A、B是关于y轴对称的圆上两点,在坐标原点O固定一个正点电荷,下列说法正确的是(  )
A.圆上A、B两点的场强相同
B.圆上A、B两点的电势相同
C.将一负点电荷从A点沿圆周顺时针方向移动到B点的过程中,电场力先做负功再做正功
D.将一负点电荷从A点移动到B点其电势能增加
14.如图所示,A、B、C三点在同一水平面上,D点在B点正上方,AB垂直于BC和BD构成的平面,A、C、D到B的距离均为d,空间存在着匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的粒子从B移到C和从B移到D时电场力做的功都为零,从B移到A时电场力做的功为W(W>0),下列说法正确的是(  )
A.带电粒子从D移到C时电场力做的功一定为零
B.电场强度方向由A指向B
C.A点和B点间的电势差
D.匀强电场的电场强度大小
15.如图所示,在匀强电场中,A、B、C、D、E、F位于边长的正六边形的顶点上,匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面。已知A、B、D的电势分别为-2V、4V、10V。则下列说法正确的是(
 )
A.电子在E点的电势能是4eV
B.A、F间的电势差是4V
C.该匀强电场的场强大小E=100V/m
D.一个质子(电量为+e)从B点以6eV的动能进入电场,调整入射方向,可使质子到达D点
16.如图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形,把电荷量q=-4×10-10
C的点电荷由A点移到B点,静电力做功4.8×10-8
J,再由B点移到C点,电荷克服静电力做功4.8×10-8
J,取B点的电势为零,
(1)求AB之间的电势差;
(2)求BC之间的电势差;
(3)求A,C两点的电势
17.如图所示,、、、为某匀强电场中的四个点,且、,,电场线与四边形所在平面平行,已知,,。则:
(1)电场强度的大小和方向;
(2)将一个电荷量为1.8C的负电荷,从点开始沿图中边线经过d、来到点,电场力所做的功是多少。
18.为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力F,如图所示,若AB=0.4m,=37°,q=﹣5×10﹣7C,F=1.5×10﹣4N,A点电势=200V(不计重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)电场力的大小和方向;
(2)求出场强和AB间的电势差;
(3)求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少?
19.如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab间距离Lab=8cm,bc间距离Lbc=14cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角。一个所带电量q=-4×10-8C的负电荷从a点移到b点克服电场力做功为1.2×10-6J,求:
(1)
a、b间的电势差和匀强电场的电场强度;
(2)电荷从b点移到c点,电场力所做的功。
20.如图所示,在匀强电场中,将电荷量为-3×10-6C的点电荷从电场中的A点移到C点,克服静电力做了1.2×10-5J的功,再从C点移到B点,静电力做了1.2×10-5J的功。已知电场方向与ABC所在的平面平行。
(1)A、C两点间的电势差UAC和B、C两点间的电势差UBC分别是多少?
(2)如果规定C点的电势为0,则A点和B点的电势分别为多少?
(3)已知BC长2cm,∠C=90o,∠B=45o,求匀强电场的场强大小和方向。
参考答案
1.D
【详解】
A.依题意,A、B两点间的电势差
故A正确;
B.A、C两点间的电势差
所以
故B正确;
CD.因为
所以A、B、C三点的电势高低关系为,故C正确,D错误。
本题由于选择错误的,故选D。
2.D
【详解】
A.电场线与等势面垂直,可知A、B两点的场强大小相同,但是方向不同,选项A错误;
B.因B点的等势面较C点密集,可知B点场强大于C点场强,选项B错误;
C.因B点的电势高于C点,则负电荷在B点的电势能较小,则负电荷从C点移动到B点,电场力做正功,选项C错误;
D.因B点的电势高于C点,某正电荷在C点的电势能小于B点的电势能,选项D正确。故选D。
3.C
【详解】
A.依据电场线越疏,电场强度越弱,而电场线越密的,则电场强度越强,由图可知,则a点的电场强度比b点的大,故A错误;
B.该带电体外表面为等势体,但是电场强度分布情况不同,所以该圆周上每点电势并不相等,选项B错误;
C.顺着电场线方向电势逐渐降低,a点电势大于b点电势,正电荷在电势越高的地方电势能越大,选项C正确;
D.该带电体外表面为等势体,故外表面电势处处相等,选项D错误。
故选C。
4.C
【详解】
A.因c点电势高于a点,可知电场线的方向大致向左,该点电荷一定是负电荷,选项A错误;
BCD.因ab之间的电场线较bc间密集,可知ab之间的场强较大,根据
可知
因为



>20V
选项BD错误,C正确;
故选C。
5.B
【详解】
A.质点所受电场力指向轨迹内侧,由于质点带正电,沿电场线电势降低,故c等势线的电势最高,a等势线的电势最低,故A错误;
BC.根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,则从P到Q过程中电势能减小,由能量守恒可知,从P到Q过程中动能增大,故B正确,C错误;
D.由等差等势面的疏密程度表示电场强弱可知,带电质点通过P点时的所受电场力更大,此时加速度更大,故D错误。
故选B。
6.B
【详解】
A.b、d两点场强大小相等,方向不同,A错误;
B.整个球面为一等势面,
a、f两点的电势相等,B正确;
C.整个球面为一等势面,在球面上任意两点之间移动电荷,电场力不做功,C错误;
D.整个球面为一等势面
D错误。
故选B。
7.B
【详解】
根据公式
故选B。
8.C
【详解】
A.等势面与电场线垂直,故沿着等势面移动电荷,静电力与运动方向一直垂直,静电力不做功,故A错误;
B.电场中电势相等的各个点构成的面叫作等势面,等势面上各个点的场强大小情况要看具体的电场,故B错误;
C.等势面一定与电场线垂直,故C正确;
D.电场中电势相等的各个点构成的面叫作等势面,两个不同的等势面的电势是不同的,所以两个不同的等势面永不相交,故D错误。
故选C。
9.B
【详解】
AB.沿电场线的方向,电势降低,B点电势大于A点电势,由
则负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能,
B正确A错误;
D.沿电场线的方向,电势降低,B点电势大于A点电势,则
D错误;
C.根据
因为
所以
所以负电荷由B点移动到A点时电场力做负功,C错误。
故选B。
10.A
【详解】
由图中等势面的疏密程度可知
根据
可知
由题可知图中电场线是由金属板指向负电荷,设将该试探电荷从M点移到N点,可知电场力做正功,电势能减小,即
故选A。
11.AD
【详解】
A.电场线与等势面垂直,所以电场强度的方向处处与等势面垂直,故A正确;
B.因为电场强度与电势无关,电场强度为零的地方,电势不一定为零,故B错误;
C.负电荷在电势高处电势能反而小,故C错误;
D.顺着电场线方向电势降低,由匀强电场中电势差公式
U=Ed
可知,电场强度的方向是电势降低最快的方向,故D正确。
故选AD。
12.AD
【详解】
AB.如图所示,作出直径CD,过A点作CD的垂线AE,则
所以
根据几何关系得

所以
则AE是匀强电场的一条等势线,电场线沿CO方向,匀强电场的电场强度大小为
故A正确,B错误;
C.在圆周上D点电势最低,电子的最大势能为,故C错误;
D.圆上各点中C点电势最高,电子在C点的电势能最小,从B点到C点电场力对电子做正功,故D正确。
故选AD。
13.BC
【详解】
A.电场强度是矢量,由点电荷场强公式
可知圆上A、B两点的场强大小相等,但是方向不相同,故A错误;
B.由于A、B两点在以点电荷为圆心的同一个圆上,即在同一等势线上,所以A、B两点的电势相同,故B正确;
CD.将同一负点电荷从A点沿圆周顺时针方向移动到B点的过程中,电场力与速度方向的夹角先大于,过O点后小于,所以电场力先做负功再做正功,电势能先增加后减小;但由于A、B两点电势相等,根据
可知,同一电荷在A、B两点的电势能相等,故C正确,D错误。
故选BC。
14.AD
【详解】
A.一个质量为m、电荷量为+q的粒子从B移到C电场力做的功为零,则
φB=φC
从B移到D时电场力做的功为零,则
φB=φD
故B、C、D三点电势相等,B、C、D三点所在的平面为等势面,带电粒子从D移到C时电场力做的功一定为零,选项A正确;
B.B、C、D三点所在的平面为等势面,电荷量为+q的粒子从B移到A时电场力做的功为W(W>0),说明B点电势高于A点电势。直线BA垂直于等势面,说明电场强度方向沿直线BA,由B指向A,选项B错误;
C.电荷量为+q的粒子从B移到A时电场力做的功为W,则B点和A点间的电势差大小为
选项C错误;
D.根据可知,电场强度为
选项D正确。
故选AD。
15.CD
【详解】
A.如下图所示,连接AD、BF、CE,AD与BF、CE的交点为M、N;中点是O,由图可知,AD与BF、CE都垂直,由六边形的特点可知,AM=MO=ON=ND,A点电势是-2V,B点电势是4V,D点电势是10V,由此可知,M、O、N的电势分别是1V、4V、7V,E点的电势一定与O点电势相等,是4V,电子在E点的电势能是-4eV
,A错误;
B.由以上分析可知,BOE是等势面,
AF与BOE平行,因此A与F电势相等,所以UAF=0V,B错误;
C.AF和BE都为等势面,因为电场线和等势面垂直,沿电场线方向电势降低,因此有
C正确;
D.一质子以6eV的动能从B点到D点,质子带正电,需克服电场力做功是6eV
由此可使质子到达D点,D正确。
故选CD。
16.(1);(2);(3),
【详解】
(1)根据

(2)根据

(3)因为
,则有
解得
解得
17.(1),场强方向为;(2)
【详解】
(1)三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性,bd连线中点的电势与c相等,为16V,如图所示
虚线表示等势线、实线表示电场线,场强方向为b和d的连线由
,根据
在图上标上各点电势值,ba间的电势差为
b与a所在等势面间的距离
电场强度为
(2)电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,则负电荷从c点经过d、a来到b点电场力所做的功等于负电荷直接从c点到b点电场力所做的功,为
18.(1)与F方向相反,大小相同为1.5×10﹣4N;(2)160V;(3)4.8×10﹣5J
【详解】
(1)电荷受力如图
由平衡知识可知,电荷所受电场力应与F方向相反,方向相反,故
(2)场强大小
(3)电场力做负功,电势能增加
19.(1)30V;375V/m;(2)-1.05×10-6J;
【详解】
(1)根据
电场强度为
(2)电荷从b点移到c点电场力所做的功为
20.(1);(2)4V;4V;(3),方向与AB垂直斜向下
【详解】
(1)A、C两点间的电势差为
B、C两点间的电势差为
UBC=
(2)根据
所以
同理
(3)因为AB电势相等,所以电场方向与AB垂直斜向下
同课章节目录