内容正文:
第十章 静电场中的能量
课时10.3.1 电势差与电场强度的关系(加强练习)
考点1 电势差与场强的关系
1.()(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服静电力所做的功为6 eV。下列说法正确的是 ( )
A.平面c上的电势为零
B.该电子可能到达不了平面f
C.该电子经过平面d时,其电势能为4 eV
D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
2.()(多选)如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2。下列说法正确的是 ( )
A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行
B.若该粒子从M点移动到N点,则静电力做功一定为
C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为
D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差
3.()(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是 ( )
A.电场强度的大小为2.5 V/cm
B.坐标原点处的电势为1 V
C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV
D.电子从b点运动到c点,静电力做功为9 eV
考点2 电场中的图像问题
4.()(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,静电力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是 ( )
A.Ea∶Eb=4∶1
B.Ec∶Ed=2∶1
C.Wab∶Wbc=3∶1
D.Wbc∶Wcd=1∶3
5.() (多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有 ( )
A.q1和q2带有异种电荷
B.x1处的电场强度为零
C.负电荷从x1移到x2,电势能减小
D.负电荷从x1移到x2,受到的静电力增大
应用实践
1.()如图所示,匀强电场中有一个边长为6 cm的等边三角形,匀强电场的方向平行于三角形所在平面,A、B、C三点电势分别为8 V、-4 V和2 V,D为靠近A点的AB线段的三等分点。下列说法正确的是 ( )
A.电场强度大小为400 V/m
B.电场线方向与AB平行,且由B指向A
C.电子在A点的电势能小于在B点的电势能
D.若将一电子从C点移至D点,静电力做功为-2 eV
2.()如图所示,水平面内有A、B、C、D、E、F六个点,它们均匀分布在半径为R=2 cm的同一圆周上,空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知A、C、E三点的电势分别为φA=(2-) V、φC=2 V、φE=(2+) V,下列判断正确的是 ( )
A.电场强度的方向由A指向D
B.电场强度的大小为1 V/m
C.该圆周上的点电势最高为4 V
D.将电子沿圆周从D点移到F点,静电力做正功
3.()两点电荷q1、q2固定在x轴上的A、B两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图像如图所示,其中P点电势最高,且xAP<xPB,则(深度解析)
A.q1和q2都是正电荷
B.q1的电荷量大于q2的电荷量
C.在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧,电势能先减小后增大
D.一点电荷只在静电力作用下沿x轴从P点运动到B点,加速度逐渐变小
4.()如图所示,匀强电场中扇形OAB的圆心角∠AOB=120°,半径OA=2 m,C点为AB弧的中点,已知电场线平行于扇形所在的平面,将一个电荷量为1×10-7 C的正点电荷q1由O点移到无穷远处(电势为0),克服静电力做功为5×10-7 J,若将电荷量为2×10-7 C的负点电荷q2由O点移到A点,电势能增加4×10-7 J,将此负点电荷沿圆弧从A点移到C点,静电力做功8×10-7 J,则 ( )
A.电场强度大小为2 V/m
B.O点电势为5 V
C.A点的电势高于O点电势
D.电荷q2在B点的电势能为-2×10-7 J
迁移创新
5.()做功与路径无关的力场叫作“势场”,如图甲所示为某势场的场强E的大小随x的分布,图中E0为