10.3电势差与电场强度的关系-2021-2022学年高二物理优化训练（2019人教版必修第三册）

第十章 静电场中的能量 10.3电势差与电场强度的关系 一、单选题 1.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似：已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示，一质量m＝1.0×10－20kg，带电荷量大小为q＝1.0×10－9C的带负电的粒子从(－1cm，0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素，则（   ） A. x轴上O点左侧的电场强度方向与x轴正方向同向 B. x轴上O点左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1：E2＝2：1 C. 该粒子运动的周期T＝1.5×10－8s D. 该粒子运动的最大动能Ekm＝2×10－8J 【答案】 D 【解析】A．由于沿着电场线的方向，电势降低，因此在x轴上O点左侧的电场强度方向与x轴正方向相反，A不符合题意； B．在 图象中，图象的斜率表示电场强度的大小，可得E1：E2＝1：2，B不符合题意； C．到达O点时的速度，根据 ， 解得 因此整个过程中运动的周期 ， C不符合题意。 D．负电荷仅在电场力作用下运动，电势能和动能相互转化，在O点时电势能最小，动能最大，从(－1cm，0)运动到O点时，根据动能定理 可得Ekm＝2×10－8J D符合题意； 故答案为：D。 2.空间有平行于梯形区域abcd的匀强电场，已知梯形的 ，∠c和∠d均为直角，且上底 、下底 ，并知a、b、c三点的电势分别为4V、8V、10V。将一电荷量 的点电荷从a点开始沿abcd路线移动，则下列判断正确的是（   ） A. 梯形区域的下底ad中点的电势为8V B. 该匀强电场的场强大小为 C. 该点电荷在c点的电势能为 D. 该点电荷从a点移到d点过程中，电场力对它做功为 【答案】 B 【解析】A．由题意可知，如图所示 ad等于bc的2倍，过b点作ad的垂线，交与e点，e点即为ad的中点，由几何知识，可知g点为ac的中点。在匀强电场中，电势在各个方向降落是均匀的，所以可知 在be上，由几何知识可知，g点为be的中点，所以e点的电势为 所以A不符合题意； B．过e点作ab的垂线，交于f点，由几何知识可知，f点为ab的中点。在匀强电场中，电势在各个方向降落是均匀的，所以f点的电势为 由A选项分析可知 所以连接ef，即为等势线，则电场线方向由b点指向a点。由电场强度和电势的关系可得 由几何关系可知 则 所以B符合题意； C．由电势能的表达式为 所以C不符合题意； D．由题意可知，ad两点的电势差为 根据以上选项分析可知，d点的电势与b点的电势相等，为 则 则该点电荷从a点移到d点过程中，电场力对它做功为 所以D不符合题意。 故答案为：B。 3.如图所示，在 平面内有一个以 为圆心、半径R=0.1m的圆，P为圆周上的一点， 、 两点连线与 轴正方向的夹角为 ．若空间存在沿 轴负方向的匀强电场，场强大小 ，则 、 两点的电势差可表示为（   ） A.       B.       C.       D.  【答案】 A 【解析】沿着电场线方向电势越来越低,故由题图可知O点电势低,P点电势高,所以OP两点间电势差为负值,匀强电场中两点间电势差取决于两点间沿场强方向的距离,所以有:UOP=-EdOPsinθ=-10sinθ,A项正确. 故答案为：A 4.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3.2×10－19 C，则下面判断正确的是(   ) 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 【答案】 C 【解析】由题意可知，电场力与重力平衡，即有：mg=qE；则有： ；油滴带正电，且电场力竖直向上，则电场强度的方向竖直向上，UBA＝Ed＝ V＝500V， 故答案为：C． 5.如图所示，纸面内存在一匀强电场，有一直角三角形ABC，BC长度为0.06m ，ɵ=30°，其中 A点电势为6V，B点电势为3V，C点电势为9V，则电场强度的大小为（   ） A. 100V/m                     B. 100 V/m                     C.  V/m                     D.  V/m 【答