高中物理 第1章 静电场 6 电势差与电场强度的关系学业分层测评 新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。电势差与电场强度的关系 (建议用时：45分钟)学业达标1(多选)关于电场力做功与电势差的说法中，正确的是()A电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C电势差是矢量，电场力做的功是标量D在匀强电场中，与电场线垂直的方向上任意两点间移动电荷电场力做功均为零【解析】电势差的大小只取决于电场及两点的位置，虽然可由UAB公式进行计算，但是并不由WAB和q决定，故A错由WABqUAB知，电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定，则B正确电势差和电场力做功都属于标量，C错在匀强电场中，等势面与电场线垂直，根据在同一等势面上移动电荷时电场力不做功得知，在与电场线垂直方向上任意两点间移动电荷q电场力做功一定为零故D正确【答案】BD2下列关于匀强电场中场强和电势差关系的说法正确的是() 【导学号：08160043】A在相同距离上，电势差大的其场强也必定大B任意两点的电势差，等于场强与这两点间距离的乘积C沿着电场线方向，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【解析】由匀强电场的特点知A、B错误，C正确；电势降低最快的方向才是电场强度方向，D错误【答案】C3在水深超过200 m的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出的生物电获取食物、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，可击昏敌害则身长50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达()A50 VB500 VC5 000 V D50 000 V【解析】由UEd可得电鳗在放电瞬间头尾间的电压为U10450102 V5000 V，故C正确【答案】C4如图168所示，场强为E的匀强电场中三点，ABBCd，则()图168AUABUBCBUABUBCCUACUABDUAC3UBC【解析】由UEd可求出UBCEdcos 60Ed，UABEd2UBC，UACUABUBCUAB3UBC，故D正确【答案】D5(2014重庆高考)如图169所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则() 【导学号：08160044】图169AWaWb，EaEbBWaWb，EaEbCWaWb，EaEb DWaWb，EaEb【解析】因a、b两点在同一等势线上，故UacUbc，WaeUac，WbeUbc，故WaWb.由题图可知a点处电场线比b点处电场线密，故EaEb.选项A正确【答案】A6如图1610所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定()图1610AabcBEaEbEcCabbc DEaEbEc【解析】沿电场线方向电势降低，故abc，A对由于题目只提供了未知电场的一条电场线，故无法判断a、b、c三点的场强大小关系，也就无法判断a、b间与b、c间的电势差的大小关系，B、C、D错【答案】A7(多选)图1611甲所示的Ux图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上的距离关系如图乙所示，若三对金属板的负极板接地，图中x均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是() 【导学号：08160045】图1611A三对金属板两板电势差的关系为U1U2U3B三对金属板正极电势的关系123C三对金属板板间距离关系为d1d2d3D三对金属板板间场强大小是E1E2E3【解析】由甲、乙两图可知电势从正极板开始随距离均匀减小，最后到负极板，电势为零，开始时正极板电势相同，两板间电势差相同，A对，B错；由甲图还可知道板间距离d1d2d3，C对，由EU/d可知E1E2E3，D对【答案】ACD8如图1612所示，a、b和c表示电场中的三个等势面，a和c的电势分别为U和U，a、b的电势差等于b、c的电势差一带电粒子从等势面a上某处以速度v释放后，仅受电场力作用而运动，经过等势面c时的速率为2v，则它经过等势面b时的速率为()图1612A.vB.vC.v D1.5v【解析】电场力对带电粒子做的功就是合外力做的功，根据动能定理知qUacqUm(2v)2mv2，因为UabUbcUacU，则qUabmvmv2，故vbv，选项B正确【答案】B能力提升9(2016合肥高二检测)如图1613所示，在匀强电场中a、b、c、d四点，它们处于同一圆周上，且ac、bd分别是圆的直径，已知a、b、c三点的电势分别为a9 V，b15 V，c18 V，则d点的电势为() 【导学号：08160046】图1613A4 V B8 VC12 V D16 V【解析】如图所示，将直径ac三等分，三等分点分别为b、d，因为是匀强电场，因此，Uc bUbdUda3 V，则b15 V，d12 V，则bb是一条等势线，根据几何知识知，直线dd与直线bb平行，在匀强电场中，各等势线平行，则直线dd也是一条等势线，dd12 V，选项C正确，其他选项均错误【答案】C10(多选)如图1614所示，纸面内有匀强电场，一带正电的质点(重力不计)在一恒力F的作用下沿图中虚线由A匀速运动至B，已知F和AB间夹角为，点A、B间距离为d，质点所带电荷量为q，则下列结论正确的是()图1614A匀强电场的场强大小为Fcos /qBA、B两点间的电势差UABFdcos /qC带电质点由A点运动至B点的电势能增加Fdcos D若带电质点由B点向A点做匀速直线运动，则F必须反向【解析】质点沿AB做匀速直线运动，所以质点所受电场力与力F大小相等、方向相反，匀强电场的场强大小为F/q，方向沿F的反方向，故A点的电势小于B点的电势，A、B两点间的电势差为UABEdcos Fdcos /q，A错误，B正确；带电质点由A点运动至B点的过程中电势能增加了EpW电qUABFdcos ，C正确；若带电质点由B点向A点做匀速直线运动，仍应受平衡力作用，所以F方向不变，D错误【答案】BC11(2016郑州高二检测)两块相同的金属板A、B水平平行放置，两板相距30 cm，A、B板分别跟电源的正、负极相连，电源电压为60 V，如图1615所示，求：【导学号：08160047】图1615(1)两板间电场的场强大小和方向(2)若A板接地，则B板的电势多大(3)若C点离A板10 cm，D点离B板15 cm，则C、D两点间的电势差是多少？【解析】两平行的金属板A、B之间的电场是匀强电场，由于A、B分别接电源的正、负极，所以A板带正电，B板带负电(1)E V/m200 V/m，方向竖直向下(2)因为ABU60 V，A板接地，A0，所以B60 V.(3)UCDEd，d为沿场强方向C、D两点间的距离，UCD200(0.30.10.15)V10 V.【答案】(1)200 V/m，竖直向下(2)60 V(3)10 V12如图1616所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：图1616(1)小球运动到B点时的加速度大小(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)【解析】(1)带电小球在A点时：mgsin30kmaA.带电小球在B点时：mgsin 30maB且aA可