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电势差与电场强度的关系 同步练习
【基础练习】
1、 选择题:
1、关于静电场的说法中正确的是:( )
A、在匀强电场中,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
B、在匀强电场中,电势降低的方向就是场强方向
C、电荷在等势面上移动时不受电场力
D、若电场力对电荷作正功,电荷的电势能一定减小,而动能不一定增加
2、下列对于公式E=的理解,错误的是:( )
A、它仅适用于匀强电场
B、在匀强电场中,场强的数值等于每单位距离上降低的电势
C、场强的另一单位V/m,适用于任何电场
D、只要测出两点的电势差和两点的间距,就可算出电场强度
3、如图所示,有竖直向下的匀强电场,A ( http: / / www.21cnjy.com )、B两等势面间距离为5㎝,电势差为25V,在电场中P点固定放置电量为5×10-9C的负点电荷,此时电场中有一点场强为零,此点在P点的:( )
A、上方30㎝ B、下方30㎝ C、上方25㎝ D、下方25㎝
4、如图所示,匀强电场中的A、B、C三点的连线构成边长为的等边三角形。把带电量为-e的电子从A移动到B,电场力做功W;把带电量为e的粒子从B移到C,电场力也做功W,则下列说法中正确的是:( )www.21-cn-jy.com
A、A、B、C三点的电势关系为A>B>C
B、A、B、C三点的电势关系为A>B=C
C、电场强度的方向一定与AC垂直
D、若场强与纸面平行,则场强大小等于
5、如图所示,MN是一负的点电荷电场中的一条电场线,场强方向由M指向N,ab=bc,a、b、c三点的场强和电势分别为Ea、Eb、Ec和a、b、c,则下列关系正确的是:( )【来源:21·世纪·教育·网】
A、Ea>Eb>Ec B、Ea=Eb=Ec C、a>b>c D、a-b=b-c 2-1-c-n-j-y
6、AB是电场中的一条电场线,若将一负 ( http: / / www.21cnjy.com )电荷从A点处自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图所示,则A、B两点的电势高低和场强的大小关系是:( ) 21*cnjy*com
A、A>B ,EA>EB B、A>B ,EA<EB
C、A<B ,EA>EB D、A<B ,EA<EB
二、填空题:
7、如图所示,是某匀强电场的三个 ( http: / / www.21cnjy.com )等势面,相应的电势值分别为-10V、0、10V,图中A、B两点相距2.5㎝,则该匀强电场的场强大小为 V/m。【来源:21cnj*y.co*m】
8、如图,两平行金属板间电 ( http: / / www.21cnjy.com )场是匀强电场,场强大小为1.0×104 V/m,A、B两板间相距1㎝,C点与A相距0.4㎝,若B接地,则A、B间电势差UAB= V,将带电量为- 1.0×10-12C的点电荷置于C点,其电势能为 J。【出处:21教育名师】
9、在相距为d的A、B两板之间有a ( http: / / www.21cnjy.com )、b、c三点,a点距A板d/3,b、c两点距B板都是d/3,A板接地,A、B两板间的电压为U,如图所示,则b点的电势为 ,点电荷+q从a点移到c的过程中,电场力做功 ,点电荷-q在a点具有的电势能为 。【版权所有:21教育】
3、 计算题:
10、如图,两平行金属板A、 ( http: / / www.21cnjy.com )B间为一匀强电场,A、B相距6㎝,C、D为电场中的两点,且CD=4㎝,CD连线和场强方向成60°角。已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10-17J,求:⑴匀强电场的场强21教育名师原创作品
⑵A、B两点间的电势差
⑶若A板接地,D点电势为多少?
11、如图所示,匀强电场的场强大小为E ( http: / / www.21cnjy.com )=200 V/m,方向沿a指向o,a、b、c、d四点恰在边长为L=10㎝的正方形四个顶点上,若bo:co=3:2,并以a点为电势的零点,则b、c、d三点的电势分别为多大?21cnjy.com
12、如图是某匀强电场的等势面示意图,A、 ( http: / / www.21cnjy.com )B两点相距5㎝,θ=53°,一带电量为-4×10-6C的微粒沿AB匀速运动,则此微粒的质量为多少?(取g=10m/s2)2·1·c·n·j·y
【能力提升】
1、如图所示,在沿x轴正 ( http: / / www.21cnjy.com )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( )21·世纪*教育网
A、UOA=E·r B、UOA=E·r sinθ
C、UOA=E·r cosθ D、UOA=-E·r cosθ
2、如图所示,一个带负电的油滴以初速度v0从 ( http: / / www.21cnjy.com )P点斜向上射入水平方向的匀强电场,若油滴到达最高点的速度大小仍为 v0,则油滴最高点的位置( )21世纪教育网版权所有
A、在P点的左上方 B、在P点的右上方
C、在P点的正上方 D、上述情况都可能
3、长为L的绝缘细棒两端固定两 ( http: / / www.21cnjy.com )金属小球,各带电量为+q和-q,细棒可绕水平轴O无摩擦转动,细棒放置在两平行金属板中间,两板间距离为d,电压为U,要使细棒从图所示位置转过180°角,两小球克服电场力做功为2Uql/d,若细棒可承受最大力为F,则细棒断裂所加在两板间最小电压 21教育网
4、如图所示A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为A=15V,B=3V,C=-3V,由此可得D点电势D为多大?21·cn·jy·com
参考答案
【基础练习】
一、选择题:
1、D 2、BD 3、B 4、CD 5、C 6、C
二、填空题:
7、103 8、100 -6×10-11J 9、 - -
三、计算题:
10、⑴104V/m ⑵600V ⑶-200V 11、b=-16V c=-28.2V d=-12V 12、2×10-4【能力提升】www-2-1-cnjy-com
1、C 2、A 3、 4、D=9V
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电势差和电场强度的关系 同步练习
一、基础训练:
1.对公式的理解,下列说法正确的是
A.此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差
B.a点和b点距离越大,则这两点的电势差越大
C.公式中d是指a点和b点之间的距离
D.公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离
2.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是:
A、在相同的距离上的两点,电势差大的其场强也必定大
B、场强在数值上等于单位距离上的电势差
C、沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相同
D、电势降落的方向必定是电场强度的方向
3.在如图1所示的非匀强电场中,有A、B、C三点,而且 = ,则三点之间的电势差具有关系UAB UBC(填“<”、“>”或“=”)。
二、能力训练:
4.如图2所示,两平行板的金属 ( http: / / www.21cnjy.com )板间始终与电源两极相连,电源电压为8.0V,两板的间距为2cm,而且极板B接地。极板间有C、D两点,C距A板0.5cm,D距B板0.5cm,则21教育网
A.两板间的场强为500V/m
B.C、D两点的电势相等
C.C点的电势φC = 2.0V
D.D点的电势φD = 2.0V
5.图3中,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC ,∠ABC = 60°, = 20cm,把一个电量q = 1.0×10 5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为 1.73×10 3J,则该匀强电场的场强大小和方向是 21·cn·jy·com
A.866V/m,垂直AC向上
B.866V/m,垂直AC向下
C.1000V/m,垂直AB斜向上
D.1000V/m,垂直AB斜向下
6.如图4所示,在电场中任取一条电场线,电场线的a、b两点相距d,则
a点的场强一定大于b点的场强
a点的电势一定高于b点的电势
a、b两点的电势差一定等于Ed(E为a点的场强)
a、b两点的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点电场力所做的功
7.如图5所示,匀强电场中有三 ( http: / / www.21cnjy.com )个等势面中,电势分别为 10V、0V、10V,A、B两点间相距2.5cm,A、B连线与等势面的夹角为53°,则该匀强电场的场强为 V/m。www.21-cn-jy.com
8. 如图6所示,在匀强电场中有A ( http: / / www.21cnjy.com )、B两点,它们间距为2cm ,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为 2×10 5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J。则:2·1·c·n·j·y
(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?
9.如图所示,边长为l的等边三角形三个顶 ( http: / / www.21cnjy.com )点,a、b、c处在匀强电场中,且电场线与a、b、c共平面,一个电子只在电场力作用下由a运动到b动能减小了△E,而一个质子只在电场力作用下由a运动到c动能增加了△E,则电场强度的大小为多少?21cnjy.com
10.如图15所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C点,质量为m,带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速下滑,已知q<求:(1)小球由A到B过程中电场力做的功.
(2)A、C两点的电势差.
图1
图2
图3
·
·
a
b
图4
图5
图6
a
b
c
图7
图8
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电势差与电场强度的关系 同步练习
【典型例题】
【例1】关于匀强电场电势差和场强的关系,正确的说法是:( )
A、在相同距离的两点上,电势差大的其场强也必定大
B、任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积
C、电势减小的方向必定是场强的方向
D、沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等
【解析】匀强电场的场强可以用E=来计算,式中的d是电场中两点沿电场线方向的距离。若是沿电场线方向两点的距离相等,那么电势差大的场强才必定大,选项A错误;由d的意义可知选项B错误;电势减小得最快的方向才是场强方向,选项C错误;在匀强电场中,由U=Ed可知,选项D正确。【答案D】21教育网
【例2】如图所示,匀强电场 ( http: / / www.21cnjy.com )中有A、B、C三点,它们的连线构成一个直角三角形,AB=0.12m,AC=0.05m,把一电荷量q=-1×10-8C的点电荷从B点移到C点,电场力做功为5×10-7J,把点电荷从B点移到A点,电场力做功仍为5×10-7J,由此可知电场强度的方向为 ,电场强度的大小为 ,B、C两点带电电势差是 。2·1·c·n·j·y
【解析】由题意可知:电荷从 ( http: / / www.21cnjy.com )B移到A、C两点,电场力做功相等,表明电荷在A、C两点的电势能相等,故A、C两点具有相同的电势,A、C两点在同一等势面上,由于电场线垂直于等势面,所以场强方向与AC连线垂直;又由于负电荷从B移到A或C时电场力做正功,表明负电荷受到的电场力方向由B指向等势面AC,故场强方向应当由等势面AC指向B,即由A指向B。21·世纪*教育网
B、C两点的电势差UBC=
C两点在等势面上,UBA=UBC=50V,由图示可知AB垂直于AC,故场强:
【例3】如图所示,为某一电场的电场线和等势面。已知则:( )
A、
B、
C、
D、上述情况都有可能
【解析】虽然题中给出的电场不是匀强电场,但仍可利用U=Ed定性地进行分析,由图示可知,a、b间的场强应大于b、c间的场强,而ab=bc,故Uab>Ubc,即a-b>b-c21·cn·jy·com
b<即b<4V
【答案C】
【基础练习】
选择题:
1、关于静电场的说法中正确的是:( )
A、在匀强电场中,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
B、在匀强电场中,电势降低的方向就是场强方向
C、电荷在等势面上移动时不受电场力
D、若电场力对电荷作正功,电荷的电势能一定减小,而动能不一定增加
2、下列对于公式E=的理解,错误的是:( )
A、它仅适用于匀强电场
B、在匀强电场中,场强的数值等于每单位距离上降低的电势
C、场强的另一单位V/m,适用于任何电场
D、只要测出两点的电势差和两点的间距,就可算出电场强度
3、如图所示,有竖直向下的匀强电场,A、B两 ( http: / / www.21cnjy.com )等势面间距离为5㎝,电势差为25V,在电场中P点固定放置电量为5×10-9C的负点电荷,此时电场中有一点场强为零,此点在P点的:( )
A、上方30㎝ B、下方30㎝ C、上方25㎝ D、下方25㎝
4、如图所示,匀强电场中的A、B、C三点的连线构成边长为的等边三角形。把带电量为-e的电子从A移动到B,电场力做功W;把带电量为e的粒子从B移到C,电场力也做功W,则下列说法中正确的是:( )www.21-cn-jy.com
A、A、B、C三点的电势关系为A>B>C
B、A、B、C三点的电势关系为A>B=C
C、电场强度的方向一定与AC垂直
D、若场强与纸面平行,则场强大小等于
5、如图所示,MN是一负的点电荷电场中的一条电场线,场强方向由M指向N,ab=bc,a、b、c三点的场强和电势分别为Ea、Eb、Ec和a、b、c,则下列关系正确的是:( )21cnjy.com
A、Ea>Eb>Ec B、Ea=Eb=Ec C、a>b>c D、a-b=b-c 【来源:21·世纪·教育·网】
6、AB是电场中的一条电场线,若将一负电荷 ( http: / / www.21cnjy.com )从A点处自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图所示,则A、B两点的电势高低和场强的大小关系是:( )www-2-1-cnjy-com
A、A>B ,EA>EB B、A>B ,EA<EB
C、A<B ,EA>EB D、A<B ,EA<EB
二、填空题:
7、如图所示,是某匀强电场的三个等势面,相 ( http: / / www.21cnjy.com )应的电势值分别为-10V、0、10V,图中A、B两点相距2.5㎝,则该匀强电场的场强大小为 V/m。2-1-c-n-j-y
8、如图,两平行金属板间电场是匀强电场,场 ( http: / / www.21cnjy.com )强大小为1.0×104 V/m,A、B两板间相距1㎝,C点与A相距0.4㎝,若B接地,则A、B间电势差UAB= V,将带电量为- 1.0×10-12C的点电荷置于C点,其电势能为 J。
9、在相距为d的A、B两板之间有a、 ( http: / / www.21cnjy.com )b、c三点,a点距A板d/3,b、c两点距B板都是d/3,A板接地,A、B两板间的电压为U,如图所示,则b点的电势为 ,点电荷+q从a点移到c的过程中,电场力做功 ,点电荷-q在a点具有的电势能为 。 21*cnjy*com
计算题:
10、如图,两平行金属板A、B间为一 ( http: / / www.21cnjy.com )匀强电场,A、B相距6㎝,C、D为电场中的两点,且CD=4㎝,CD连线和场强方向成60°角。已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10-17J,求:⑴匀强电场的场强【来源:21cnj*y.co*m】
⑵A、B两点间的电势差
⑶若A板接地,D点电势为多少?
11、如图所示,匀强电场的 ( http: / / www.21cnjy.com )场强大小为E=200 V/m,方向沿a指向o,a、b、c、d四点恰在边长为L=10㎝的正方形四个顶点上,若bo:co=3:2,并以a点为电势的零点,则b、c、d三点的电势分别为多大?【出处:21教育名师】
12、如图是某匀强电场的等势面示意图, ( http: / / www.21cnjy.com )A、B两点相距5㎝,θ=53°,一带电量为-4×10-6C的微粒沿AB匀速运动,则此微粒的质量为多少?(取g=10m/s2)21教育名师原创作品
【能力提升】
1、如图所示,在沿x轴正向的匀强电场E中, ( http: / / www.21cnjy.com )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( )21*cnjy*com
A、UOA=E·r B、UOA=E·r sinθ
C、UOA=E·r cosθ D、UOA=-E·r cosθ
2、如图所示,一个带负电的油滴以初速度v0 ( http: / / www.21cnjy.com )从P点斜向上射入水平方向的匀强电场,若油滴到达最高点的速度大小仍为 v0,则油滴最高点的位置( )
A、在P点的左上方 B、在P点的右上方
C、在P点的正上方 D、上述情况都可能
3、长为L的绝缘细棒两端固定两金属小球 ( http: / / www.21cnjy.com ),各带电量为+q和-q,细棒可绕水平轴O无摩擦转动,细棒放置在两平行金属板中间,两板间距离为d,电压为U,要使细棒从图所示位置转过180°角,两小球克服电场力做功为2Uql/d,若细棒可承受最大力为F,则细棒断裂所加在两板间最小电压
4、如图所示A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为A=15V,B=3V,C=-3V,由此可得D点电势D为多大?【版权所有:21教育】
参考答案
【基础练习】
一、选择题:
1、D 2、BD 3、B 4、CD 5、C 6、C
二、填空题:
7、103 8、100 -6×10-11J 9、 - -
三、计算题:
10、⑴104V/m ⑵600V ⑶-200V 11、b=-16V c=-28.2V d=-12V 12、2×10-4【能力提升】21世纪教育网版权所有
1、C 2、A 3、 4、D=9V
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电势差与电场强度的关系 同步练习
1.下列关于匀强电场强度和电势差的关系叙述正确的是( )
A.在相同的距离的两点上,电势差大的其场强也必定大
B.任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积
C.沿着电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等
D.电势减小的方向必定是场强的方向
2.如图1-6-16所示,A、B、C是某电场中同一条电场线上的三点。已知=。下列判断正确的是( )21教育网
A.φA>φB>φC
B.φA-φB=φB-φC
C.EA>EB>EC
D.EA = EB = EC
3.如图1-6-17所示,在沿x轴正向的匀强电场中,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21cnjy.com
A. B.
C. D.
4.如图1-6-18所示,在场强为E的匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强电场中有相距为l的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电量为q的正电荷从A点移到B点,若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1= ;若沿路径ACB移动该电荷,电场力做的功W2= ;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做的功W3= 。由此可知,电荷在电场中的移动时,电场力做功的特点是 。【来源:21·世纪·教育·网】
5.如图1-6-19所示,一个匀强电场中有 ( http: / / www.21cnjy.com )M、N、P三点,它们的连线组成一个直角三角形, MN=4厘米,MP=5厘米,当把电量是-2×10-9库的点电荷从M点移至N点时,电场力做功为8×10-9焦耳,而从M移到P时,电场力做功为8×10-9焦耳,此时电场的方向为 ,电场强度大小为 。2-1-c-n-j-y
6.在匀强电场中的同一条电场线上相距10厘 ( http: / / www.21cnjy.com )米的a、b两点,在8×10-3牛外力作用下把4×10-6库的负电荷匀速从a移到b,则a、b两点的电势差为 伏,电力线方向从 指向 ,以a为电势能零点,该负电荷在b处的电势能为 ,该匀强电场的电场强度为 。 21*cnjy*com
7、如图1-6-20所示, ( http: / / www.21cnjy.com )电荷量为-5×10-3C的点电荷在匀强电场中沿半径为10㎝的半圆弧由A点运动到B点,已知电场强度E = 1.0×103 V/m,则此过程中电荷的电势能将如何变化?变化多大?
8.如图1-6-21所示A、B、C、D ( http: / / www.21cnjy.com )是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为φA=15V,φB=3V,φC=-3V.用作图法求D点的电势φD。21·世纪*教育网
9.两块相同的金属板A、B水平平行 ( http: / / www.21cnjy.com )放置,两板的正对面相距30cm,A、B两板分别跟电源的正、负极相连,电源电压为60V,如图1-6-22所示,求(1)两板间电场的场强大小和方向。(2)若A板接地,则B板的电势多少?(3)若C点离A板10cm,D点离B板15cm,则C、D两点间的电势差是多少?www.21-cn-jy.com
10.如图1-6-23所示,两平行 ( http: / / www.21cnjy.com )金属板水平放置,并接到电源上,一带电微粒P位于两板间恰好平衡。现用外力将P固定住,然后固定各导线接点,使两板均转过α角,如图中虚线所示,再撤去外力,则P在两板间还能保持平衡吗?若不平衡,如何运动?其加速度多大?21·cn·jy·com
11.如图1-6-24所示,一电场中的等势面 ( http: / / www.21cnjy.com )是一簇互相平行的平面,间隔均为d,各等势面的电势如图所示,现有一质量为m的带电微粒,以速度v0射入电场,v0的方向与水平方向成45°斜向上,要使质点做直线运动,则21世纪教育网版权所有
(1)微粒带何种电荷?电量是多少?
(2)在入射方向的最大位移是多少?
参考答案
1.C 2.A 3.C4.W1=qElcosθ、W2= qElcosθ、W3= qElcosθ 电场力做功的特点是与路径无关,只与起止位置有关。 5. N→M、100V/m 6. 200伏, 从a指向b 8×10-4J, 2000V/m 2·1·c·n·j·y
7.增加;0.5 J 8.图略 9V 9.(1)200V/m (2)V (3)10V
10.不平衡 水平向左做匀加速运动,加速度大小为
11.要使质点做直线运动,所受合力与v0应在一条直线上,而电场力与等势面垂直,必在水平方向,则需考虑微粒的重力作用。www-2-1-cnjy-com
(1)电场线由等势面高处指向等势面低处,得电场线方向水平向左,且E = = V/m
对微粒受力分析:
为使合力与v0在一条直线上,则得微粒带负电,且有mg = Eq,
得q = =C
(2)带电微粒在入射方向做匀减速运动,其加速度为=g,则微粒在入射方向的最大位移是
smax = =
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电势差与电场强度的关系 同步练习
l.平行金属板A与B相距5cm,电源电压为lOV的电源与两板连接,则与A板相距1cm 的C点的场强为 ( )21世纪教育网版权所有
A.1000V/m B.500V/m C.250V/m D.200V/m
2.如图16—1所示,匀强电场场强为E,A与B两点间距离为d与电场线夹角为α,则A与B两点间电势差为 ( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.Ed B.Edcosα C.Edsinα D.Edtanα
3.关于场强的公式:①E=F/q②E=kQ/r2③E=U/d的适用范围,下列说法中正确的是( )21·世纪*教育网
A.三个公式都只能适用于真空中.
B.公式②只能适用于真空中,公式①和③在真空和介质中都适用.
C.公式②和③只能在真空中适用,公式①在真空和介质中都适用.
D.公式①适用任何电场.公式②只适用真空中点电荷的电场,公式③只适用匀强电场.
4.在静电场中 ( )
A.场强处处为零的区域内,电势一定处处相等。
B.场强处处相同的区域内,电势也一定处处相等.
C.电势降低的方向一定是场强方向.
D.同一电场中等势面分布越密的地方,场强一定越大.
5.如图16-2所示,实线为电 ( http: / / www.21cnjy.com )场线,虚线表示等势面,相邻两个等势面之间的电势差相等,有一个运动的正电荷在等势面L3上某点的动能为20J,运动至等势面L1上的某一点时动能变为0,若取L2为零等势面,则此电荷的电势能为4J时,其动能为( )21cnjy.com
A.16J B.10J C.6J D.4J
6.在真空中,光滑绝缘水平面上有A、B两个点 ( http: / / www.21cnjy.com )电荷相距为L,质量分别为m和2m,它们由静止开始运动,开始时,A的加速度为a,经过一段时间B的加速度大小也为a,且速率为V。那么此时两点电荷间距离为__________,A的速率为_________,这两个点电荷的电势能减少了__________21教育网
7.如图16-3所示,在匀强电场中, ( http: / / www.21cnjy.com )过O点作线段OA=OB=OC=OD=10cm:已知O、A、B、C、D各点电势分别为0、7V、8V、7V、5V,则匀强电场的大小和方向最接近于( )21·cn·jy·com
70V/m,沿OA方向 B.70V/m,沿OC方向.
C.80V/m,沿OB方向 D.80V/m,沿BO方向.
8.如图16-4所示,平 ( http: / / www.21cnjy.com )行实线代表电场线,方向未知,带电量为10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用,该电荷由A点移到B点,动能损失了0.1J,若A点电势为-10V,则 ( )2·1·c·n·j·y
A.B点电势为零. B.电场线方向向左.
C.电荷运动轨迹可能是图中曲线①. D.电荷运动轨迹可能是图中曲线②.
9.如图16-5所示,水 ( http: / / www.21cnjy.com )平放置的A、B两平行板相距h,上板A带正电,现有质量为m,带电量为+q的小球在B板下方距离为H处,以初速度Vo竖直向上从B板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差VAB=___________·2-1-c-n-j-y
10.如图16-6所示,小球质量为m ( http: / / www.21cnjy.com ),带电量为q,悬挂小球的丝线与竖直方向成θ角时,小球恰好在匀强电场中静止不动,丝线长度为L,现在将小球拉回到悬线竖直的方向上来,则拉力至少要做功为___________www-2-1-cnjy-com
11.在匀强电场中,带正电量6X10- ( http: / / www.21cnjy.com )6C的粒子受到外力F作用从A点移到B点,位移为10cm,A点比B点电势高300V,带电粒子的动能增加3.6XIO-3J,则外力做的功是_________,电场强度的最小值是____________ 21*cnjy*com
12.如图16-7所示,A、B、C、D为 ( http: / / www.21cnjy.com )匀强电场中相邻的四个等势面,一个电子垂直经过等势面D时,动能为20ev,飞经等势面C时,电势能为-10ev,飞至等势面B时速度恰好为零,己知相邻等势面间的距离为5cm,则下列说法不正确的是 ( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.等势面A的电势为-10V.
B. 匀强电扬的场强为200V/m.
C. 电子再次飞经D等势面时,动能为10ev
D.电子的运动为匀变速直线运动.
13.如图16-8所示,在水平向右、场 ( http: / / www.21cnjy.com )强为E的匀强电场中,放一 半径为R,原来不带电的金属球,G、F分别为球面上两点,且G、F连线与电场方向夹角为θ,GF=2R,则下列说法中正确的是(其中图中A、B两点中有一点是接地的) ( )【出处:21教育名师】
A.G、F两点的电势差为2REcosθ.
B.G、F两点处的场强都是水平向右
C. 如把球接地,则球可能带负电.
D. 如把球接地,则球可能带正电.
14.如图16-9所示,长为L、倾角为θ的光 ( http: / / www.21cnjy.com )滑绝缘斜面处于电 场中,带电量为+q,质量为m的小球,以初速度Vo从斜面底端的A点开始沿斜面上滑,当达到斜面顶端的B点时,速度仍为Vo,则 ( )
A. A、B两点间的电势差一定等于mgLsinθ/q.
B.小球在B点的电势能一定大于A点的电势能.
C.若电场是匀强电场,则该电场的电场强度的最大值一定为mg/q.
D. 若该电场是斜面中点正上方某点Q的点电荷产生的,则Q一定是负电荷
15.如图16-10所示,半径 ( http: / / www.21cnjy.com )为R的绝缘光滑圆环竖直固定在水平向右的匀强电场中,环上套有一质量为m、带正电的小球,己知球所受静电力为其重力的3/4倍,今将小球由环的最低点A处由静止释放,则小球能获得的最大动能为多少 www.21-cn-jy.com
16.在竖直平面内有一竖直向下的匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强电场,质量为m的带正电的小球以速度V0从O点OX轴水平射人电场后恰好通过A点,如图16-11,则小球过A点时动能为多少 【版权所有:21教育】
17.如图16-12所示,带 ( http: / / www.21cnjy.com )电量为q=10-6C的滑块质量为m=10-3kg,滑块与平台间的动摩擦因数为μ=0.2,在水平均强电场力的作用下沿高度为h=5m的绝缘平台向右做匀速直线运动,滑块落地点到平台边缘的水平距离为S=5米,己知g=10m/s2,求:21教育名师原创作品
(1)电场强度E;
(2)滑块在平台上运动的速度V0
(3)滑块落地时的动能.
答案
D
B
BD
AD
C
C
ABC
C
CD
AD
17; 4m/s
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电势差与电场强度的关系 同步练习
基础达标
1.对关系式Uab=Ed的理解,正确的是( )
A.式中的d是a、b两点间的距离 B.a、b两点间距离越大,电势差越大
C.d是a、b两个等势面的距离 D.此式适用于任何电场
答案:C
2.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是( )
A.在相同距离上的两点,电势差大的其场强也必定大
B.场强在数值上等于每单位距离上的电势降落
C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相等
D.电势降低的方向必定是电场强度的方向
答案:C
图1-6-6
3.如图1-6-6所示,MN是一负 ( http: / / www.21cnjy.com )的点电荷电场中的一条电场线,场强方向由M指向N,ab=bc,a、b、c三点的场强和电势分别为Ea、Eb、Ec和φa、φb、φc.则下列关系正确的是( )
A.Ea>Eb>Ec B.Ea=Eb=Ec C.φa>φb>φc D.φa-φb=φb-φc
答案:C
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图1-6-7
4.如图1-6-7所示,在E=50 ( http: / / www.21cnjy.com )0 V/m的匀强电场中,a、b两点相距d=2 cm,它们的连线跟场强方向的夹角是60°,则Uab等于( )21教育网
A.5 V B.10 V C.-5 V D.-10 V
答案:C
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图1-6-8
5.如图1-6-8所示.是匀强电场中的一组等势面,每两个相邻等势面的距离是25 cm,由此可确定电场强度的方向及大小为( )21cnjy.com
A.竖直向下,E=0.4 N/C B.水平向右,E=0.4 N/Cwww.21-cn-jy.com
C.水平向左,E=40 N/C D.水平向右,E=40 V/m
答案:D
能力提高
6.(2005年上海)在场强大小为E的匀强电场中,一质量为m、带电荷量为q的物体以
某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零.则( )2·1·c·n·j·y
A.物体克服电场力做功qEs B.物体的电势能减少了0.8qEs
C.物体的电势能增加了qEs D.物体的动能减少了0.8qEs
解析:因为物体带正电且沿电场反方向运动,则电场力做负功,物体的电势能增加qEs;由动能定理知,合外力做负功,则动能减少0.8qEs.21·世纪*教育网
答案:ACD
7.如图1-6-9所示, ( http: / / www.21cnjy.com )两平行金属板接在电势差为U=12 V的电源上,已知两板距离为d时,将一点电荷从A点移到B点电场力做的功为4×106 eV,则两板距离拉大到4d后,将点电荷由B点移回到A点过程中,电场力对点电荷做的功等于__________ eV.21·cn·jy·com
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图1-6-9 图1-6-10
答案:-106
8.如图1-6-10所示, ( http: / / www.21cnjy.com )边长为l的等边三角形三个顶点a、b、c处在匀强电场中且电场线与a、b、c共面.一个电子只在电场力作用下由a运动到b动能减少了ΔE,而一个质子只在电场力作用下由a运动到c动能增加了ΔE,则电场强度的大小为__________.21世纪教育网版权所有
答案:
( http: / / www.21cnjy.com )
图1-6-11
9.如图1-6-11所示为一组未 ( http: / / www.21cnjy.com )知方向的匀强电场的电场线,把1×10-6 C的负电荷从A点沿水平线移至B点,电场力做了2×10-6 J的功,A、B间的距离为2 cm.问:【来源:21·世纪·教育·网】
(1)匀强电场场强是多大 方向如何
解析:根据题意和公式UAB=得:
UAB= V=-2 V
再根据E=得:
E== V/m=200 V/m
方向沿电场线方向斜向下.
答案:200 V/m 斜向下
(2)A、B两点间的电势差是多大 若B点电势为1 V,则A点电势是多大 电子处于B点时,具有多少电势能 www-2-1-cnjy-com
解析:UAB=-2 V,又φb=1 V,所以φA=UAB+φB=-1 V,EpB=eφB=-1 eV.2-1-c-n-j-y
答案:-2 V -1 V -1 eV
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电势差与电场强度的关系 同步练习
1.下述关于匀强电场的结论错误的是( )
A.公式E=F/q也适用于匀强电场
B.根据U=Ed可知,任意两点的电势差与这两点的距离成正比
C.匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值
D.匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致
2.关于静电场的说法中正确的是( )
A.在匀强电场中,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
B.在匀强电场中,电势降低的方向就是场强的方向
C.电荷在等势面上移动时不受电场力
D.若电场力对电荷作正功,电荷的电势能一定减小,而动能不一定增加
3.图1所示,在场强为E的匀强电场中有A、B两点,AB连线长L,与电场线夹角为α.则AB两点的电势差为( )21世纪教育网版权所有
A.零 B.EL
C.ELsinα D.ELcosα
4.图2所示的匀强电场场强为103N/C,ab=dc=4cm,bc=ad=3cm.则下述计算结果正确的是( )21教育网
A.ab之间的电势差为40V.
B.ac之间的电势差为50V.
C.将q=-5×10-3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周电场力做功为零.
D.将q=-5×10-3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c,电场力做功都是-0.25J.
5.在水平放置的平行金属板之间有一个带 ( http: / / www.21cnjy.com )电液滴,恰巧静止,液滴所带电量为3.2×10-19C,重量为1.6×10-14N,若板间距为10mm,则两板间的电压为( )
A.500V B..1000V C.1500V D.2000V
6.平行金属板水平放置,板间距为0.6 ( http: / / www.21cnjy.com )cm,两板接上6kV电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10g,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是( )
A.3×106 B.30 C.10 D.3×104
7.如图3所示,在场强为E的匀强电场中, ( http: / / www.21cnjy.com )取某点O为圆心,以 r为半径做一圆,在圆心O点固定一电量为+Q的点电荷(设+Q的电场不影响匀强电场E的分布).当把一检验电荷+q放在d点处恰好平衡,则( )www.21-cn-jy.com
A.匀强电场场强为kQ/r2,方向沿ab方向
B.匀强电场场强为kQ/r2,方向沿cd方向
C.当电荷+q放在b点时,它受到的电场力大小为2Eq
D.将电荷+q由b点沿圆周移动到a点,电场力不做功
8.如图4,绝缘杆长L,两端分别带有等量异号 ( http: / / www.21cnjy.com )电荷,电量值为Q,处在场强为E的匀强电场中,杆与电场线夹角α=60°,若使杆沿顺时针转过60°(以杆上某一点为圆心转动),则下述正确的是( )2·1·c·n·j·y
A.电场力不作功,两电荷电势能不变
B.电场力作的总功为QEL/2,两电荷的电势能减小
C.电场力作的总功为-QEL/2,两电荷的电势能增加
D.电场力做总功大小跟转轴位置无关.
9.在匀强电场中,将一个带电量为q, ( http: / / www.21cnjy.com )质量为m的小球由静止释放,带电小球的轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为θ,如图5所示,那么匀强电场的场强大小为( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.最大值是mgtgθ/q
B.最小值是mgsinθ/q
C.唯一值是mgtgθ/q
D.同一方向上,可有不同的值.
10.如图6所示的匀强电场E=103N ( http: / / www.21cnjy.com )/C,矩形abcd的ab边与电场线平行,且ab=3cm,bc=2cm,将点电荷q=5×10-8C沿矩形abcd移动一周,电场力做功_______,ab两点的电势差为_______,bc两点的电势差为______.21·cn·jy·com
11.如图7,A、B两点相距0.1m,θ=60°,匀强电场场强E=100V/m,则A、B间电势差UAB=______V.21·世纪*教育网
12.如图8,两平行金属板间电场是匀强电 ( http: / / www.21cnjy.com )场,场强大小为1.0×104V/m,A、B两板相距1cm,C点与A相距0.4cm,若B接地,则A、C间电势差UAC=______V;将带电量为-1.0×10-12C的点电荷置于C点,其电势能为_________J.www-2-1-cnjy-com
13.一质量为m的带电小球,静止在 ( http: / / www.21cnjy.com )两块带电平行金属板间的匀强电场中,此时两板间电压为300V;若将该电压降到60V,其它条件不变,则小球的加速度为_____m/s2.2-1-c-n-j-y
14.如图9所示的匀强电场中有a、b ( http: / / www.21cnjy.com )、c三点,ab与场强方向平行,bc与场强方向成60°角,ab=4cm,bc=10cm,将一个带电量为2×10-8C的电荷从a移到b时,电场力做功4×10-6J,则将此电荷从b移到c电场力做功_____J,ac间电势差为_____V. 21*cnjy*com
15.如图10所示的匀强电场的方向是竖 ( http: / / www.21cnjy.com )直向下的,A、B是两等势面,已知两等势面的电势差为U、距离为d,现在P点放一负电荷q,将使该电场中有一点的场强变为零,这一点距P点的距离为___________.【来源:21cnj*y.co*m】
16.如图12所示的匀强电场 ( http: / / www.21cnjy.com )中,若负电荷从A点移到B点,电场力做正功.那么电场线的方向是______;A、B两点电势UA_______UB;负电荷在A、B两点具有的电势能EA_____EB 【出处:21教育名师】
17.如图14-70所示是 ( http: / / www.21cnjy.com )匀强电场中的一族等势面,若A、B、C、D相邻两点间距离都是2cm,则该电场的场强是________V/m,到A点距离为1.5cm的P点电势为________V.21教育名师原创作品
18.在相距为d的A、B两板之间有a、b、 ( http: / / www.21cnjy.com )c三点,a点距A板d/3,b、c两点距B板也是d/3,A板接地,A、B间电势差为U,如图14-71所示,则b点的电势为________,+q从a点运动到c点的过程中,电场力做功为________,-q在a点具有的电势能为________.21*cnjy*com
19.两个带电小球,电量分别为+q、-q,固 ( http: / / www.21cnjy.com )定在一根长度L绝缘杆两端,置于场强E的匀强电场中,杆与场强方向平行.如图14-73所示,若杆绕O轴转过180°,电场力做功为 ________.21cnjy.com
20.如图13,两平行金属板A、B间为一匀强 ( http: / / www.21cnjy.com )电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,CD连线和场强方向成60°角.已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10-17J,求:①匀强电场的场强;②A、B两点间的电势差;③若A板接地,D点电势为多少?
21.如图14所示,竖直放置 ( http: / / www.21cnjy.com )的两块足够长的平行金属板,相距0.08m,两板间的电压是2400V,在两板间的电场中用丝线悬挂着质量是5×10-3kg的带电小球,平衡后,丝线跟竖直方向成30°角,若将丝线剪断【版权所有:21教育】
(1)说明小球在电场中作什么运动
(2)计算小球带电量
(3)设小球原来离带负电的板0.06m,问经过多少时间小球碰到金属板?
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电势差与电场强度的关系 同步练习
基础达标
1.以下说法正确的是( )
A.匀强电场中各处场强相等,电势也相等
B.等势体内各点电势相等,场强也相等
C.沿电场线方向电场强度一定越来越小
D.电势降低的方向就是电场线的方向
答案:B
2.下列说法正确的是( )
A.在匀强电场中,电场强度等于单位长度上的电势差
B.公式E=UAB/d适用于计算任何电场中两点间的电势差
C.电势降低只沿电场强度的方向
D.在匀强电场中,两点间的电势差跟两点间沿场强方向的距离成正比
答案:D
3.如图1-6-11所示的电场中,AB=BC,则UAB__________UBC.(填“>”“=”或“<”)
( http: / / www.21cnjy.com )
图1-6-11
答案:<
4.对公式E=的理解,下列说法正确的是( )
A.此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差
B.a点和b点距离越大,则这两点的电势差越大
C.公式中的d是指a点和b点之间的距离
D.公式中的d是a、b所在的两个等势面间的垂直距离
答案:D
5.关于匀强电场中的电势差与场强的关系,正确的说法是( )
A.任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
B.电势降落的方向必定是场强方向
C.沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等
D.不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等
答案:C
6.如图1-6-12所示,在电场中任意取一条电场线,电场线上的a、b两点相距为d,则( )
图1-6-12
A.a点的场强一定大于b点的场强
B.a点的电势一定高于b点的电势
C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)
D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中静电力所做的功
答案:BD
7.在水深超过200 m的 ( http: / / www.21cnjy.com )深海,光线极少,能见度极低,有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出生物电获取食物、威胁敌害、保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度达到104 N/C,可击昏敌害.身长50 cm的电鳗,在放电时产生的瞬间电压可达( )21教育网
A.50 V B.5 ( http: / / www.21cnjy.com )00 V C.5 000 V D.50 000 V
答案:C
8.如图1-6-13所示,在电场强度E ( http: / / www.21cnjy.com )=2×103 V/m的匀强电场中有三点A、M和B,AM=4 cm,MB=3 cm,AB=5 cm,且AM边平行于电场线.把一电荷量q=2×10-9 C的正电荷从B移动到M点,再从M点移动到A点,求电场力做的功.www.21-cn-jy.com
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图1-6-13
答案:-0.16×10-6 J
更上一层
9.如图1-6-14所示是匀强电场中的一组 ( http: / / www.21cnjy.com )等势面,若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2 cm,则电场的场强为__________ V/m,到A点距离为1.5 cm的P点电势为__________V.
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图1-6-14
答案:×103 -2.5
10.图1-6-15中,A、B、C是匀强电场 ( http: / / www.21cnjy.com )中同一平面上的三个点,各点电势φA=10 V、φB=-2 V、φC=6 V,图1-6-15中的各图中电场强度的方向表示正确的是( )
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图1-6-15
答案:D
11.如图1-6-16所示,两平行金属 ( http: / / www.21cnjy.com )板相距10 cm,两板间电压为100 V,A和B两点的连线与金属板平行.一质子从A点以30 eV的动能射入两板间,初速度v0与AB成α角.若质子从B点离开电场,则其末动能为__________ eV.若质子从D点离开电场,且BD=3 cm,则其末动能为__________ eV.21世纪教育网版权所有
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图1-6-16
答案:0 60
12.如图1-6-17所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,匀强电场中,A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形,电场强度方向平行于纸面.现有一个电子,在电场力作用下,由A至C动能减少W,而质子在电场力作用下,由A至 B动能增加W.则该匀强电场E的大小和方向的判定正确的是( )
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图1-6-17
A.E=,方向垂直BC并由A指向BC
B.E=,方向垂直BC并由A指向BC
C.E=,方向垂直AC并由B指向AC
D.E=,方向垂直AB并由C指向AB
答案:A
13.匀强电场中有A、B、C三点构成三 ( http: / / www.21cnjy.com )角形,边长均为4 cm,将一带电荷量q=1.0×10-10 C的正电荷(不计重力)从A点移到C点,电场力做功为-3×10-9 J,若把同一电荷从A点移到B点,电场力做功也为-3×10-9 J.那么该电场的场强是多大 21cnjy.com
答案:5×102 V/m
14.如图1-6-18所示, ( http: / / www.21cnjy.com )A、B两板相距30 cm,电源电压为60 V,则匀强电场的场强是多大 方向如何 若B板接地,A板电势为多大 若C点离A板10 cm,D点离B板5 cm,则C、D两点的电势各为多少 C、D两点间的电势差多大 21·cn·jy·com
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图1-6-18
答案:200 V/m 方向竖直向下 60 V 40 V 10 V 30 V
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