高中物理人教版1第一章静电场第6节电势差与电场强度的关系 市赛获奖

第6节电势差与电场强度的关系（满分100分，60分钟完成）班级_______姓名______目的要求：1．掌握匀强电场中电势差和电场强度的定量关系；2．会应用匀强电场中电势差与电场强度的关系式解决有关问题。第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得8分，对而不全得4分。选错或不选的得0分。1．如图1所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间的距离为5cm，电势差为25V，在电场中的P点固定放置电荷量为5×10－9C的负电荷，此时电场中有一点的场强为零，则此点在P点的 PABE图PABE图1 B．下方30cm处 C．上方25cm处 D．下方5cm处2．如图2所示，电场中a、b、c三点，ab＝bc，则把点电荷＋q从a点经b移到c的过程中，电场力做功的大小关系有 （） A．Wab＞Wbcabc图 B．Wababc图 C．Wab＜Wbc D．无法比较BA···ABCE···ABCEAB···CECAB··BA···ABCE···ABCEAB···CECAB···CED图34．如图4所示，a、b、c、d、e五点在一直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离。在a点固定放置一个点电荷，电荷量为＋Q，已知在＋Q的电场中b、c两点间的电势差为U。将另一个点电荷＋q从d点移动到e点的过程中 （）abcdabcde图 B．克服电场力做功qU C．电场力做功大于qU D．电场力做功小于qU5．如图5所示，是某静电场沿x方向的电势分布，则 （）φxφ0Ox1图5x2φxφ0Ox1图5x2 B．在0－x1之间存在着沿x方向的匀强电场 C．在x1－x2之间存在着沿x方向的匀强电场 D．在x1－x2之间存在着沿x方向的非匀强电场6．如图6所示，abcd是正方形，将一负电荷q从a点移到b点时，需克服电场力做功W，若将同一负电荷q从a点移到d点，也需克服电场力做功为W，则关于此空间存在的电场可能是 （）abcd图6 A．方向由abcd图6 B．方向由b指向d的匀强电场 C．处于c点的正点电荷产生的 D．处于c点的负点电荷产生的第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共3小题，每小题8分，共24分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。图77． 在两块平行且竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间的匀强电场中有A、B两点，AB连线与水平方向成30°角，AB长0.2cm，如图7所示。现有一带电量为4×10－8C的负电荷从A沿直线移到B点，电场力做正功×10－6J，则A、B两点间电势差值大小为___________V。若此电荷q沿任意路径从B到A点，电荷电势能变化情况是___________，此匀强电场的场强大小为___________，若两金属板相距0图7图8OABCD图98．如图8所示，在匀强电场中，电场线与水平方向夹角为θ，有一质量为m、带电量为q的小球，用长为L的细绳悬挂于O图8OABCD图99．如图9的示，在匀强电场中取一点O，过O点作射线OA＝OB＝OC＝OD＝10cm，已知O、A、B、C、D各点的电势分别为0、7V、8V、7V、5V，则匀强电场的场强大小接近于___________V/m（从70V/m、80V/m中选择），方向最接近于沿___________方向。三、计算题：本大题共2小题，计28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。10．（12分）如图10所示，A、B、C为平行纸面的匀强电场中的三个点，已知B点电势为零，现将一电荷量q＝1×10－5C的正点电荷由A点移到C点，电场力做功W1＝8×10－5J；将该电荷由C点移到B点，电场力做功W2＝－2×10－5ACB图10 （1）A、B、C三点ACB图10 （2）画出电场中电场线及等势面分布情况。图1111．（16分）如图11所示，带正电小球质量为m＝1×10－2kg，电荷量为q＝l×10－6C，置于光滑绝缘水平面上的A点。当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB＝1.5m/s，此时小球的位移为s＝0.15m，求此匀强电场场强E的取值范围。图11某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEscosθ＝－0解得：＝V/m。由题意可知θ＞0，所以当E＞×104V/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动。经检查，计算无误。该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充。第6节电势差与电场强度的关系参考答案一、选择题：1．【答案】B【点拨】匀强电场的场强V/m，电场中的一点合场强为零，所以点电荷在该点产生的电场向上，此点在P点的下方，再根据，算出r＝30cm，B正确。2．【答案】C【点拨】由U＝Ed，在d相同时，E越大，电势差U也越大。因此Uab＜Ubc，根据W＝qU有Wab＜Wbc，C正确。3．【答案】D【点拨】AB连线的中点电势为6V，与C点电势相等，所以电场线跟C和AB中点的连线垂直，而沿电场线的方向电势逐渐降低，D正确。4．【答案】D【点拨】依据正点电荷电场线分布图，可知bc所在区域的场强应大于de所在区域的场强，则点电荷＋q在bc所在区域所受的电场力应大于de所在区域的电场力，且方向远离＋Q。故当＋q经过相同的位移后，电场力在bc段所做的功大于在de段所做的功，故在de段电场力所做的功小于qU，D正确。5．【答案】AC【点拨】在0—x1之间，电势恒定不变，又根据沿着电场线的方向电势逐渐降低，表明在0—x1之间的电场线肯定垂直x方向，A正确、B错误；在x1—x2之间，电势逐渐降低，匀强电场跟x轴有夹角，且不等于90º，C正确，D错误。6．【答案】AD【点拨】因负电荷q从a→b和从a→d电场力做功相同，据W＝qUab＝qUad得φb＝φd。若电场为匀强电场时，W＝qElcosθ，因为Wab＝Wad，所以θ＝45º，A正确，B错误；若电场是点电荷产生的，因Wab和Wad都是克服电场力做功，且同种电荷相斥，C错误，D正确。二、填空、实验题：7．【答案】－60V；增加×10－6J；×104V/m；V【点拨】由电场力做功公式W＝qU，可得＝－60V；电荷从B到A，电场力做功应为－×10－6J，电场力对电荷做负功，电荷电势能增加，且增加量等于电场力做的功，故在由B到A的过程中电荷电势能增加×10－6J；×104V/m。两板间的电势差U＝EdMN＝V。8．【答案】mgLcotθ【点拨】根据带电小球的平衡，有电场力的水平分量为：qEcosθ＝mgcotθ；电场力的竖直分量为：qEsinθ＝mg。电场力在这两个方向做的功分别为W1＝－mgLcotθ，W2＝－mgL。对全过程运用动能定理，有：W－mgLctgθ－mgL＋mgL＝0，所以W＝mgLcotθ。9．【答案】80；B→O【点拨】因A、C两点的电势相等，所以连接A、C的连线是等势面，电场线跟等势面垂直，且沿电场线电势逐渐降低，因而场强方向最接近于沿BO方向。根据，d是沿场强方向的距离，场强大小应大于70V/m，所以选择80V/m。三、计算题：10．【答案】（1）φA＝6V；φB＝0；φC＝－2V；（2）略【解析】（1）依W1＝qUAC，W2＝qUCB。代入数据可得：UAC＝8V，UCB＝－2V。即：UAC＝φA－φC＝8V，UCB＝φC－φB＝－2V由于φB＝0，则φC＝－2V，φA＝6V。ACBPQKEMNR（2）①连接AC，并将AC等分为四份，如图ACBPQKEMNR②连接BK，作过BK且垂直纸面的平面M，此即为电场中电势为零的等势面。③依次过Q、P作平面N、R平行于M，平面N和R即为电势为2V和4V的等势面④由于电场线与等势面垂