2024_2025学年新教材高中物理第十章静电场中的能量第3节电势差与电场强度的关系作业含解析新人教版必修3.doc
PAGE
PAGE6
第3节电势差与电场强度的关系
A组·基础达标
1.如图所示是匀强电场中的一组等势面,每两个相邻等势面的距离是25cm,由此可确定电场强度的方向及大小为()
A.竖直向下,E=0.4N/C B.水平向右,E=0.4N/C
C.水平向左,E=40N/C D.水平向右,E=40V/m
【答案】D
【解析】题图为一组等差等势面,电场方向垂直等势面且指向电势低的方向,故场强方向水平向右,E=eq\f(U,d)=eq\f(10V,0.25m)=40V/m.
2.如图所示,匀强电场场强为1×103N/C,ab=dc=4cm,bc=ad=3cm,则下述计算结果正确的是()
A.ab之间的电势差为4000V
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abcda
D.将q=-5×10-3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c
【答案】C
【解析】Uab=E·ab=1×103×0.04V=40V,A错误;Uac=Uab=40V,B错误;将电荷移动一周,电势差为零,电场力做功为零,故C正确;Wac=qUac=(-5×10-3)×40J=-0.2J,D错误.
3.(多选)如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC,电势分别为φA、φB、φC,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有()
A.φA>φB>φC B.EC>EB>EA
C.UAB<UBC D.UAB=UBC
【答案】ABC
【解析】沿电场线方向电势渐渐降低,A正确;电场线密处电场强度大,B正确;AB处的场强小于BC处的场强,且AB=BC,故C正确,D错误.
4.如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线,a、b两点的电势分别为φa=-50V、φb=-20V,则a、b连线的中点c的电势满足()
A.φc=-35V B.φc>-35V
C.φc<-35V D.以上答案都不对
【答案】B
【解析】由题图可知,这是一个非匀强电场,且EbEa.若此电场为匀强电场,则φc=-35V,而此电场中EbEcEa,即从b到c过程中每一小段上的电势降低都要比从c到a过程中每一小段上的电势降低得慢,故φc-35V,B正确.
5.如图所示,在匀强电场中,以A点为坐标原点,AB方向为位移x的正方向,图中能正确反映电势φ随位移x变化的图像是()
ABCD
【答案】C
【解析】在匀强电场中,沿任意一条直线电势均匀变化,沿AB方向的电势均匀降低,C正确.
6.如图所示,a、b、c是匀强电场中同一平面上的三个点,各点的电势分别是φa=5V,φb=2V,φc=4V,则下列能表示该电场的电场强度方向的是()
ABCD
【答案】D
【解析】在匀强电场中,沿同一方向电势均匀变化,将线段ab三等分,靠近a的等分点电势为4V,该等分点与c点的连线为一条等势线,作该等势线的垂线并指向b点的一侧,该线所指的方向就是电场强度的方向.
7.匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,AB的长度为1m,D为AB的中点,如图所示.已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V.设电场强度大小为E,一电荷量为1×10-6C的正电荷从D点移到C点静电力所做的功为W
A.W=8×10-6J,E8V/m
B.W=6×10-6J,E6V/m
C.W=8×10-6J,E≤8V/m
D.W=6×10-6J,E≤6V/m
【答案】A
【解析】因电场是匀强电场,D是AB的中点,故D的电势φD=eq\f(φA+φB,2)=10V.所以W=q(φD-φC)=8×10-6J.设E的方向与eq\x\to(AB)的夹角为α,则α≠0,否则等势面与AB垂直,C点电势就会高于B点电势.由E=eq\f(U,d)可知E=eq\f(φA-φB,\x\to(AB)cosα)=eq\f(8V,cosα),因α0,则cosα1,E8V/m,故A正确.
8.如图所示,在平面直角坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0V,点A处的电势为6V,点B处的电势为3V,则电场强度的大小为()
A.200V/m B.200eq\r(2)V/m
C.100V/m D.100eq\r(2)V/m
【答案】D
【解析】OA的中点C处的电势为3V,与B点等势,将C点与B点连接,如图所示,电场线与等势线垂直,依据几何关系得BC=3eq\r(2)cm,则OB沿电场线方向