【金版学案】秋人教版高中物理选修3-1练习：第一章6电势差与电场强度的关系
文档属性
| 名称 | 【金版学案】秋人教版高中物理选修3-1练习：第一章6电势差与电场强度的关系 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 59.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-11 20:11:01 | ||
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文档简介
22419992553100第一章 静电场
6 电势差与电场强度的关系
A 级 抓基础
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 ( )
竖直向下， E＝ 100 V/m
水平向左， E＝ 100 V/m
水平向左， E＝ 200 V/m
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
U
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＝ d＝ 100 V/m.
答案： B
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 3 V
解析： A、B 两点沿电场线方向的距离为：
1
d＝l · cos 60 °＝× 2 m＝ m.
B点的电势低于 A点电势，则UBA＝－ Ed＝－ 100× 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 ( )
53706661501766
电子沿 AC运动时受到的电场力越来越小
电子沿 AC运动时它具有的电势能越来越大
电势 φA>φB>φC
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
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＝＋× 10 － 8 C
－4
的点电荷在 A 点所受电场力 FA＝× 10 N，将该点电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功 W＝× 10
－ 7 J ．求：
A 点电场强度的大小 EA 及其方向；
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
W
向，所以电场方向斜向上．由公式 W＝ qElcos 60°，得 E ＝ ql cos 60 ° ＝ 错误 ! V/m ＝ 200
V/m.
(2) A、B 间的电势差为 U＝ El cos 60 °＝ 200×2×10 － 2× V＝ 2 V ，因 A 点电势低，故
UAB＝－ 2 V.
B 级 提能力
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 ( )
ab 之间的电势差为 4 000 V
ac 之间的电势差为 50 V
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
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－ J
答案： C
538333314390916．( 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 φ M＝ φN， φP＝ φF，点电荷 Q在 M、 N、P 三点所在平面内，则 ( )
点电荷 Q一定在 MP的连线上
连接 PF的线段一定在同一等势面上
将正试探电荷从 P点搬运到 N点，电场力做负功
φP 大于 φ M
答案： AD
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
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 φ P和 φ Q，则 ( )
2672666-1895483A．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
－ 6
如图所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把× 10 －6 C 的负电荷从 A点沿水平线移到 B 点，静电力做了× 10 J 的功， A、B 两点间的距离为 2 cm，求：
A、B 两点间的电势差；
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，
WAB
UAB＝ q ＝ 错误 ! V ＝－ 2 V.
设 A、 B 两点所在等势面间的距离为 d， 则 d＝ ABcos 60 °＝ 2× cm＝ 1 cm.
| UAB| | － 2|
所以 E＝
d ＝ 1×10－ 2 V/m ＝ 200 V/m.
因为 UAB＝ φ A－ 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．
6 电势差与电场强度的关系
A 级 抓基础
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 ( )
竖直向下， E＝ 100 V/m
水平向左， E＝ 100 V/m
水平向左， E＝ 200 V/m
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
U
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＝ d＝ 100 V/m.
答案： B
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 3 V
解析： A、B 两点沿电场线方向的距离为：
1
d＝l · cos 60 °＝× 2 m＝ m.
B点的电势低于 A点电势，则UBA＝－ Ed＝－ 100× 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 ( )
53706661501766
电子沿 AC运动时受到的电场力越来越小
电子沿 AC运动时它具有的电势能越来越大
电势 φA>φB>φC
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
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＝＋× 10 － 8 C
－4
的点电荷在 A 点所受电场力 FA＝× 10 N，将该点电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功 W＝× 10
－ 7 J ．求：
A 点电场强度的大小 EA 及其方向；
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
W
向，所以电场方向斜向上．由公式 W＝ qElcos 60°，得 E ＝ ql cos 60 ° ＝ 错误 ! V/m ＝ 200
V/m.
(2) A、B 间的电势差为 U＝ El cos 60 °＝ 200×2×10 － 2× V＝ 2 V ，因 A 点电势低，故
UAB＝－ 2 V.
B 级 提能力
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 ( )
ab 之间的电势差为 4 000 V
ac 之间的电势差为 50 V
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
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－ J
答案： C
538333314390916．( 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 φ M＝ φN， φP＝ φF，点电荷 Q在 M、 N、P 三点所在平面内，则 ( )
点电荷 Q一定在 MP的连线上
连接 PF的线段一定在同一等势面上
将正试探电荷从 P点搬运到 N点，电场力做负功
φP 大于 φ M
答案： AD
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
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 φ P和 φ Q，则 ( )
2672666-1895483A．EP
B．EP>EQ， φP<φQ
C．EP>EQ， φP>φQ
D．EP
答案： A
－ 6
如图所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把× 10 －6 C 的负电荷从 A点沿水平线移到 B 点，静电力做了× 10 J 的功， A、B 两点间的距离为 2 cm，求：
A、B 两点间的电势差；
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，
WAB
UAB＝ q ＝ 错误 ! V ＝－ 2 V.
设 A、 B 两点所在等势面间的距离为 d， 则 d＝ ABcos 60 °＝ 2× cm＝ 1 cm.
| UAB| | － 2|
所以 E＝
d ＝ 1×10－ 2 V/m ＝ 200 V/m.
因为 UAB＝ φ A－ 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．