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课时作业(8) 电势差与电场强度的关系
1.对公式E=的理解,下列说法正确的是( )
A.此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差
B.a点和b点间距离越大,则这两点的电势差越大
C.公式中d是指a点和b点之间的距离
D.公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离
D [公式E=只适用于匀强电场,选项A错误.公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离,a点和b点间距大,等势面间的垂直距离不一定大,故选项B、C错误,选项D正确.]
2.如图所示,相距10 mm的两等势面AA′、BB′,其间有一静止的油滴P,已知它所受的重力是1.6×10-14 N,所带的电荷量是3.2×10-19C,则下列判断正确的是( )
A.φA>φB,UAB=100 V
B.φA>φB,UAB=750 V
C.φA<φB,UBA=500 V
D.φA<φB,UBA=1 000 V
C [由于油滴静止,则油滴所受静电力与重力等大反向,即电场方向向上,故φA<φB,由E=,F=G得E=5×104 V/m,又由于dAB=10 mm=0.01 m,所以UBA=EdAB=500 V.选项C正确.]
3.如图所示,在一匀强电场区域中,有A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上,已知A、B、C三点电势分别为φA=1 V,φB=4 V,φC=0,则D点电势φD的大小为( )
A.-3 V
B.0
C.2 V
D.1 V
A [在匀强电场中,由于AD与BC平行且相等,故UAD=UBC,即φA-φD=φB-φC,代入数据解得φD=-3 V.]
4.如图所示,在电场强度E=2×103 V/m的匀强电场中有三点A、M和B,AM=4 cm,MB=3 cm,AB=5 cm,且AM边平行于电场线.把一电荷量q=2×10-9 C的正电荷从B点移动到M点,再从M点移动到A点,静电力做功为( )
A.0.16×10-6 J
B.0.12×10-6 J
C.-0.16×10-6 J
D.-0.12×10-6 J
C [B、M两点在同一等势面上,电荷由B点到M点静电力不做功,由M点到A点静电力做负功,W=qU=qEd=2×10-9×2×103×4×10-2 J=0.16×10-6 J,即静电力做功为-0.16×10-6 J.]
5.(多选)如图所示,A、B两板间的电压为600 V,A板带正电并接地,A、B两板间的距离为12 cm,C点离A板4 cm,下列说法正确的是( )
A.E=2 000 V/m,φC=200 V
B.E=5 000 V/m,φC=-200 V
C.电子在C点具有的电势能为-200 eV
D.电子在C点具有的电势能为200 eV
BD [A板接地,则其电势为0,又因为A、B两板间的电压为600 V,则B板电势为-600 V,由此知C点的电势为负值,则A、B两板间的电场强度E= V/cm=50 V/cm=5 000 V/m,φC=-EdC=-50 V/cm×4 cm=-200 V,选项A错误,选项B正确;电子在C点具有的电势能为200 eV,选项C错误,选项D正确.]=
6.(多选)如图所示,a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c为ab连线的中点.a、b点的电势分别为φa=5 V,φb=3 V,下列叙述正确的是( )
A.该电场在c点处的电势一定为4 V
B.a点处的电场强度Ea一定大小b点处的电场强度Eb
C.一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少
D.一正电荷运动到c点时受到的静电力由a指向c
CD [该电场不一定是匀强电场,无法比较a、b两点的电场强度大小,c点的电势也不一定为4 V,但电场方向由a→b,正电荷在c点所受静电力方向一定由a指向c,正电荷由c运动到b的过程中,静电力做正功,电势能一定减少,故选项C、D正确,选项A、B错误.]
7.如图所示,图中五点均在匀强电场中,a、b、c 刚好是一个圆的三个等分点(电势已在图中标注),O是圆心,c、O、d 三点在同一条直线上,已知电场线与圆所在平面平行.下列有关 d 点的电势、电场强度的相关描述正确的是( )
A.d点的电势为4 V
B.d点的电势为6 V
C.d点的电场强度方向由c点指向a点
D.d点的电场强度方向由c点指向b点
B [a、b连线中点的电势为φe= V=6 V=φc,可知dc是电势为6 V的等势线,即d点的电势为6 V,选项B正确,选项A错误;电场线与等势面垂直,且由高电势点指向低电势点,故电场强度方向由a点指向b点,选项C、D错误.]
8.如图所示,在水平放置的两个平行金属板之间的匀强电场沿竖直方向,电场中A、B两点之间的连线与竖直方向的夹角为60°.把带电荷量为q=-1.5×10-8 C的点电荷由A点移到B点,克服静电力做了4.2×10-5 J的功.