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 精品

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．理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed，并能能够推导出这个关系式；2．会用公式U＝Ed进行有关的计算。第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题6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6分，对而不全得3分。选错或不选的得0分。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2．如图1所示，为某一电场的电场线和等势面分布，实线表示电场线，虚线表示过a、b两点的等势面，电势分别为φa＝5V，φc＝3V。那么a、c连线的中点b的电势φb为 （）abc图1 A．φbabc图1 B．φb＞4VC．φb＜4V D．上述情况都有可能3．如图2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（） A．a点的场强一定大于b点的场强ab图2 B．a点的电势一定高于ab图2 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点的过程中电场力所做的功4．如图3所示，匀强电场场强为E，A与B两点间的距离为d，AB与电场线夹角为α，则A与B两点间的电势差为 （）图3EdBA图3EdBAαB．Edcosα C．Edsinα D．Edtanα5．如图4所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60º，＝20cm，把一个电量q＝×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－×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向是 （）图4 A．866V/m，垂直AC向上图4 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5所示，匀强电场场强为E＝103N/C，ab＝cd＝4cm，bc＝ad＝3cm．则下述计算结果正确的是 （）abd图5cEabd图5cE 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 D．将q＝－5×10－3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c7．在水平放置的平行金属板之间有一个带电液滴，恰巧静止，液滴所带电量为×10－19C，重力为×10－14N，若板间距为10mm，则两板间的电压为 A．500V B．1000V C．1500V D．2000V8．平行金属板水平放置，板间距为0.6cm，两板接上6kV电压，板间有一个带电液滴质量为×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第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。9．电场线、电场强度、电势与等势面的关系：（1）电场线与场强的关系：电场线越密的地方，表示场强越___________，电场线上每点的切线方向表示该点的___________方向；（2）电场线与电势关系：沿电场线方向，电势越来越___________；（3）电场线与等势面关系：电场线与通过该处的等势面___________；（4）场强大小与电势高低___________关系；（5）场强与等势面的关系：场强与通过该处的等势面___________，且由高电势指向低电势，等势面密集的地方场强___________。10．一质量为m的带电小球，静止在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。AB图611．如图6所示，在匀强电场中，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φA___________φB；负电荷在A、B两点具有的电势能εA___________εAB图6图760°EMN12．如图7所示，在匀强电场中M、N两点间的距离为2cm，两点间的电势差U＝5V，MN连线与电场强度方向成60º，则此匀强电场的电场图760°EMN53ºABabc图813．如图8所示，匀强电场中有三个等势面a、b、c，电势分别为φa＝－10V、φb＝0V、φc＝10V，A、B两点间相距2.5cm，A53ºABabc图8三、计算题：本大题共2小题，计27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。14．（12分）如图9所示，在匀强电场中有A、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，其电势能增加了图9 （1）在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？图9 （2）A、B两点的电势差UAB为多少？ （3）匀强电场的场强为多大？15．（15分）如图10所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻两个电势差都相等的四个等势面，一个电子经等势面A时，动能为20eV；经等势面B时，电势能为－10eV；到等势面C时，速度刚好为零。已知B、D间距离为0.15m，求：（已知电子的电荷量为－×l0－19C，质量m＝×10－图10m－eABC图10m－eABCD （2）电场的场强E； （3）电子飞经B面时的速度vB。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】D【点拨】在匀强电场中，只有在同一确定方向比较，两点间的电势差才与这两点间的距离成正比，A错误；在匀强电场中，电势降低最快的方向是场强的方向，B错误；电荷在等势面上移动时电场力不做功，但是受到电场力，只是电场力的方向与运动方向始终垂直，C错误；电场力做正功，电势能减少，做负功，电势能增加，但是动能的变化跟合外力做功有关，D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，C正确。3．【答案】BD【点拨】一条电场线不能判断场强的大小，A错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，B正确；因不一定是匀强电场，所以a、b两点间的电势差不一定等于Ed，C错误；电场力做功W＝qU，令q＝＋1，则W＝U，D正确。4．【答案】B【点拨】公式UAB＝Ed，其中的d是沿着电场线的距离，B正确。5．【答案】D【点拨】正电荷从A移到B，电场力做功为零，表明AB两点电势相等，电场线垂直AB连线。正电荷从B移到C，电场力做负功，表明C点电势高，由电场力做功W＝qEsin60º得：E＝1000V/m，D正确。6．【答案】AC【点拨】a、b间的电势差U＝Ed＝103×＝40V，A正确；b、c在同一等势面上，所以a、c间的电势差与a、b间的电势差相等，B错误；电荷在电场中移动，电场力做功只跟始末位置有关，所以将点电荷沿矩形路径abcd移动一周，电场力做功为零，C正确；将点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功都是－，D错误。7．【答案】A【点拨】液滴受力平衡，有，得U＝500V，A正确。8．【答案】B【点拨】液滴受力平衡有，解得q＝×10－18，元电荷数30，解得答案B正确。二、填空、实验题：9．【答案】（1）大；电场强度；（2）低；（3）垂直；（4）没有直接；（5）垂直；较大【点拨】（略）10．【答案】8【点拨】电压为300V时，小球静止，有：，电压降到60V时有：，解得a＝8m/s2。11．【答案】斜向下；低于；＞【点拨】负电荷从A点移到B点，电场力做正功，表明受电场力的方向斜向上，则电场线的方向斜向下，A点的电势低于B点的电势。电场力做正功，电势能减少，负电荷在A的电势能大于在B的电势能。12．【答案】500V/m【点拨】由公式UAB＝Elcos60º，解得E＝500V/m。13．【答案】1×103【点拨】AB两点之间的电势差为－20V，由公式UAB＝Elsin53º，解得：E＝1×103V/m。三、计算题：14．【答案】（1）－；（2）5×103V；（3）5×105V/m【解析】（1）由题意知电荷的电势能增加，可知此过程电场力做负功。WAB＝－Δε＝－。（2）A、B间的电势差UAB＝V＝5×103V。（3）电场强度E＝V/m＝5×105V/m。15．【答案】（1）－10V；（2）133V/m；（3）×106【解析】（1）电子在等势面A处的动能为20eV，到等势面C处的动能为零，从A到C的过程中，动能减少了20eV，它的电势能应增加了20eV。根据在匀强电场中电场力做功的特点，得出电子在B等势面处的动能应为10eV。已知电子在等势面B处的电势能为－10eV，在等势面B处的电势能与动能总和为E＝EpB＋EkB＝（－10＋10）eV＝0。由此可知，在等势面C处的总能也应为零。由于EkC＝0，所以电子在经等势面C时的电势能也为零，表明等势面C处为零电势面，φc＝0。依