人教版物理选修3-1同步练习：第1章6电势差与电场强度的关系

第一章
静电场
6电势差与电场强度的关系
A级　抓基础
1．如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2
cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是(　　)
A．竖直向下，E＝100
V/m
B．水平向左，E＝100
V/m
C．水平向左，E＝200
V/m
D．水平向右，E＝200
V/m
解析：根据电场强度的方向应与等势面垂直，且由较高的等势面指向较低的等势面，可知该电场强度的方向水平向左．由电场强度与电势差的关系得：E＝＝100
V/m.
答案：B
2．如图所示，匀强电场电场强度E＝100
V/m，A、B两点相距10
cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA的值为(　　)
A．－10
J　　　　
B．10
V
C．－5
V
D．－5
V
解析：A、B两点沿电场线方向的距离为：
d＝l·cos
60°＝0.1×
m＝0.05
m.
B点的电势低于A点电势，则
UBA＝－Ed＝－100×0.05
V＝－5
V.
答案：C
3．(多选)如图所示的同心圆是电场中的一组等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有(　　)
A．电子沿AC运动时受到的电场力越来越小
B．电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大
C．电势φA>φB>φC
D．电势差UAB＝UBC
解析：由A到C，电子的速度越来越小，可知其动能越来越小，电势能越来越大，电场力对其做负功，则电子应顺着电场线运动，即电场线方向由A到C，由此可知这是－Q形成的电场，因此越靠近－Q，电场线越密，电场强度也就越大，电子所受电场力也就越大，所以A不对，B对．又因为沿电场线方向电势逐渐降低，所以C对．又因为此电场不是匀强电场，沿电场线方向电势不是均匀降落，故UAB≠UBC，所以D错，故B、C正确．
答案：BC
4．电场中某区域的电场线如图所示，A、B是电场中的两点．一个电荷量q＝＋4.0×10－8
C的点电荷在A点所受电场力FA＝2.0×10－4
N，将该点电荷从A点移到B点，电场力做功W＝8.0×10－7
J．求：
(1)A点电场强度的大小EA及其方向；
(2)A、B两点间的电势差U.
解析：移动负电荷从A到B静电力做正功，负电荷受到的静电力的方向沿电场的反方向，所以电场方向斜向上．由公式W＝qElcos
60°，得E
＝＝
V/m＝200
V/m.
(2)A、B间的电势差为U＝Elcos
60°＝200×2×10－2×0.5
V＝2
V，因A点电势低，故UAB＝－2
V.
B级　提能力
5．如图所示，匀强电场的电场强度为1×103
N/C，ab＝dc＝4
cm，bc＝ad＝3
cm，则下述计算结果正确的是(　　)
A．ab之间的电势差为4
000
V
B．ac之间的电势差为50
V
C．将q＝－5×10－3
C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做功为零
D．将q＝－5×10－3
C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场做功都是－0.25
J
答案：C
6．(多选)如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示．已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则(　　)
A．点电荷Q一定在MP的连线上
B．连接PF的线段一定在同一等势面上
C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功
D．φP大于φM
答案：AD
7.如图中虚线所示为静电场的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点的动能分别为26
eV和5
eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8
eV时，它的动能应为(　　)
A．8
eV
B．13
eV
C．20
eV
D．34
eV
答案：C
8.某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则(　　)
A．EPφQ
B．EP>EQ，φP<φQ
C．EP>EQ，φP>φQ
D．EP解析：由图Q点电场线密，电场强度大，EQ>EP，PQ在同一条电场线上，沿电场线的方向电势降低，φP>φQ.
答案：A
9．如图所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1.0×10－6
C的负电荷从A点沿水平线移到B点，静电力做了2.0×10－6
J的功，A、B两点间的距离为2
cm，求：
(1)A、B两点间的电势差；
(2)匀强电场的电场强度大小及方向．
解析：根据电势差的定义式，
UAB＝＝
V＝－2
V.
设A、B两点所在等势面间的距离为d，
则d＝ABcos
60°＝2×0.5
cm＝1
cm.
所以E＝＝
V/m＝200
V/m.
因为UAB＝φA－φB＝－2
V<0，所以φA<φB，而电场线方向是由高电势指向低电势，因而电场方向沿直线由下而上．