内容正文:
训练八电势差与电场强度的关系
说法正确的是
基确练
学考测评
A.C点的电势pe=5V
1.对公式E=
=的理解,下列说法正确
B.C点的电势9c>5V
C.C点的电势Pc<5V
的是
()
D.负电荷在A点的电势能大于在B点的
A.此公式适用于计算任何电场中A、B两
电势能
点间的电势差
5.如图所示,a、b、c、d、O五
10V
8 V
B.A点和B点间距离越大,则这两点的电
点均在匀强电场中,它们
势差越大
刚好是一个半径为R=
0
C.公式中d是指A点和B点之间的
0.2m的圆的圆周上四个
距离
等分点和圆心,O、b、c、d
D.公式中的d是匀强电场中A,B两点所
三点的电势如图所示。已知电场线与圆所
在等势面间的距离
在平面平行,关于电场强度的大小和方向,
2.空气中的负离子对
针状负极
下列说法正确的是
()
人的健康极为有益,
环
A.电场强度的方向由O指向b点
人工产生负离子的
极
B.电场强度的方向由O指向d点
风扇
最常见方法是电晕
C.电场强度的大小为10Vm
高压电源
放电法。如图所示,
D.电场强度的大小为105V/m
在一排针状负极和环形正极之间加上直流
6.如图所示,在匀强电场中,
高压电,电压达5000V左右,使空气发生
将一电荷量为2×10+C
电离,从而产生负氧离子(负氧离子为一1
的负电荷由A点移到B
60
价离子),使空气清新化。针状负极与环形
点,其电势能增加了0.2J,
正极间距为5m,且视为匀强电场,电场强
已知A、B两点间距离为
度为E,电场对负氧离子的作用力为F,则
2cm,两点连线与电场方向成60°角,求:
(1)电荷由A移到B的过程中,电场力所
A.E=103N/C,F=1.6×10-16N
做的功WAB;
B.E=10N/C,F=1.6×10-6N
(2)A、B两点间的电势差U:
C.E=103N/C,F=1.6×10-18N
(3)该匀强电场的电场强度E。
D.E=10N/C,F=1.6×10-13N
3.如图所示,在平面
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直角坐标系中,有
0,3)
A6,9
方向平行于坐标平
x/cm
面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势
为0,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.200√3Vim
能力练/素能增优
C.100V.'m
D.1003Vm
4.如图所示是某电场中的三
7.(多选)细胞膜的厚度等于700nm(1nm=
条电场线,C点是A、B连
10-"m),当膜的内外层之间的电压达0.4V
线的中点。已知A点的电
时,即可让一价钠离子渗透。设细胞膜内
势是9A=30V,B点的电
的电场为匀强电场,则钠离子在渗透时(一
势是9m=-一20V,则下列
价钠离子所带电荷量为1.6×10-1C)
15
高中物理·必修第三册(人教版》
A.膜内电场强度约为5.71×105V/m
别为10V、20V、30V,则下列说法正确
B.膜内电场强度约为1.04×10°V/m
的是
C.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场
A.B、E一定处在同一等势面上
力做的功等于6.4×10-0J
B.匀强电场的电场强度大小为10V/m
D.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场
C.正点电荷从E点移到F点,则电场力
力做的功等于1.28×10-J
做负功
8.雷电击中地面或高压输电线掉落到地面
D.电子从F点移到D点,电荷的电势能
时,都会在以落地点为中心的一定区域内
增加20eV
的地面上形成一个强电流场,如果有人站
11.如图所示,沿x轴正
在这个区域内,双脚间会存在一定的电势
向的匀强电场E中,
差,叫作“跨步电压”。如图所示,一条电势
有一动点A以O为
远高于地面的高压直流输电线掉落在地面
圆心、r=OA为半径
上的O点,若O点附近地质结构分布均
逆时针转动一周,O与圆周上的A点的
匀,则在地面上以O为圆心的同心圆为一
连线OA与x轴正向(E方向)成0角
系列的等势线。图中O、A、B、C在同一直
线上,BD是过B点的圆的切线,AB=BC
(<受),则此圆周上各点与A点间最大
=BD,电线落地时恰好有人单脚着地站在
的电势差为
B点,则以下说法正确的是
A.U=Er
B.U=Er(sin 0++1)
C.U=Er(cos 0+1)
D.U=2Er
12.如图所示的匀强电场,-20-002w
等势面是一簇互相平
行的竖直平面,间隔均
D
为d,各等势面电势已
45和
A.图中A、B、C三点中,C点电势最高
在图中标出,现有一质
B.地面上电子由O向C定向移动
量为m的带电小球以速度。、方向与水
C.为了安全,人应该沿BD方向迈大步快
平方向成45°角斜向上射入电场,要使小
速脱离
球做直线运动,求:
D.A、B、C、D四点间电势差大小关系为
(1)小球应带何种电荷及其电荷量:
UAB>URC>U
(2)小球受到的合外力:
9.(多选)如图所示,在匀强
(3)在人射方向上小球运动的最大位移
电场中有A、B、C三点,
工m。(电场足够大)
三点构成直角三角形,
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∠A=37°,AB边长为5m,D为AB中点,
电场线与ABC所在平面平行,A、B、C三点
的电势分别为14V、6V和6V,取sin37°
=0.6,c0s37°=0.8,则
()
A.CD两点间电势差Um=4V
B.D点电势9D=10V
C.该电场的电场强度E=2V/m
D.该电场的方向为沿BC方向
10.如图所示,A、B、C、D、E、
F为匀强电场中一个边长
为1m的正六边形的六个
顶点,A、B、C三点电势分
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训练八 电势差与电场强度的关系
基础练学考测评
E=U1.D 公 只适用于匀强电场,A错误;公式中的
d是A、B两点所在等势面间的距离,A点和B点之间
的距离大,等势面之间的距离不一定大,故 B、C错误,D
正确。
2.D 针状负极与环形正极间的电场为匀强电场,所以 E
=Y=5×10-V/m=10°V/m=10*N/C;负氧离子受
力F=qE=1.6×10-1?×10?N=1.6×10-13N。
3.A x轴上OA的中点C的电势为 y/cm
3 V,则 BC的连线为等势线,如图
所示,电场的方向与等势线垂直, Bl
Am且由电势高处指向电势低处。根 Eo C据几何图形,0点到 BC的距离为
d=1.5 cm,所以E=u=0.315 V/m=200V/m,故A
正确。
4.C 由题图可看出,AC段电场线比CB段电场线密,则
AC段场强较大,根据公式U= Ed 可知,AC间电势差
以go<9A+9=5V,故CUA大于CB间电势差Ucg,所以
正确,A、B错误。而负电荷在电势低处电势能较大,故
D错误。
5.D 根据匀强电场中平行等长的线段两端点的电势差
相等,可知g。=4V,分析知go=09=6V,若电场方
向在db方向,则根据场强和等势线垂直及a、c连线和
b、d连线垂直,可知a、c两点等势,由已知条件可知,φ
≠φ.,故电场方向肯定不在db方向,A、B错误;把场强
E?=0.4v/m=分解到ac和db方向,在ca方向有
E?=0.4V/m=20 V/m,又acl10 V/m,在db方向有
bd,故电场强度大小为E=√E?2+E?=10√5 V/m,C
错误,D正确。
6.解析(1)因负电荷由 A移到B的过程中,负电荷的电
势能增加了△E=0.2 J,所以这个过程中电场力对负电
荷所做的功WAB=一△E=—0.2 J。
(2)A、B两点间的电势差
Um=W==-×10-V=1000v。
(3)匀强电场的电场强度
E=a×0s?0=0.02×0.5V/m=1×10° V/m。
答案(1)-0.2 J(2)1 000 V (3)1×1o?V/m
能力练素能培优
E=Y=700×40-, V/m≈5.71×10°V/m,7.AC 由公式
故 A项正确,B项错误;由公式W=qU=1.6×10-19×
0.4 J=6.4×10-20J,故C项正确,D项错误。
8.D 因为O点的电势最高,且逐步往外电势慢慢降低,
即电势的高低顺序依次是O、A、B、D、C,选项A错误;
在地面上,电子带负电,受力的方向与电场线的方向相
反,即沿着CO方向,故电子不会由O到C定向移动,选
项B错误;当人的步伐越大时,根据公式U=Ed定性分
析出电压的大小会随着步伐的增大而增大,这样更加不
安全,选项C错误;在电场中,因为AB=BC=BD,且随
着半径的增大,电场强度逐渐变小,则 UA?>UBc,而因
为Ep<Ec,则Up>Up,选项D正确。
9.BC 在匀强电场中,平行等距离的两点电势差相等,则φA
一φo=4o-φg,解得go=10 V,所以Uo=gc-qo=-4 V,
故 A错误,B正确;三角形中B、C的电势均为6 V,则 B和
C为等势点,BC为等势线,电场线方向沿 AC方向,则电场
E=ABes3=5×8.8V/m=2 V/m,故C正确,D强度为
锆误,
10.A 如图连接AC,AC中点G的 D- C
电势g。=a+e=20V,与B电 GE( B
势相等,则 BG连线为等势线;由
几何知识,BG连线过E点,则B、
E一定处在同一等势面上,故 A A
正确;CA间电势差Uca=20 V, E
xOa-E·2Lmo F-m
=2033 v/m,,故B错误;B、E处在同一等势面上,匀强
电场中电场线与等势线垂直,则电场线方向如图,且A、
F也处在同一等势面上,A、B两点电势分别为10 V、
20 V,则E、F两点电势分别为20 V、10 V。正点电荷
从E点移到F点,电势能减少,电场力做正功,故C错
误;电场线方向如图,则 D、C也处在同一等势面上,C
点电势为30 V,则D点电势为30 V。电子从F点移到
D点,电势增加 20 V,电势能减少了20 eV,故D错误。
11.C 由U=Ed知,与A点间电势差最大的点应是沿场
强方向与 A 点相距最远的点,dm=r+rcos θ,所以
Umax=Er(cos θ+1),C正确。
12.解析(1)作电场线如图(a)所示。由题意知,只有小
球受到向左的电场力,电场力和重力的合力才可能与
初速度在一条直线上,如图(b)所示,使小球做直线运
动,所以小球带正电,小球沿 v。方向做匀减速运动。
由图(b)知 qE=mg,相邻等势面间的电势差为U,所
以E=吕,所以q==ngd.
-2U -U 0 U 2U
qEoE
45°
45°
F合 mg
(b)(a)
(2)由图(b)知,F答=√(qE)2+(mg)2=√2mg。
(3)由动能定理得:-F。xa=0-_mo2,
=2gmg-4所以
mgd(2)Zmg(3)4答案(1)正电荷
训练九 电场能的性质
基础练学考测评
1.D 沿着电场线的方向电势逐渐降低,电场线密的地
方,电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,电势高的
地方电场强度不一定大,电场强度大的地方,电势不一
定高,故 A错误;电势为零是人为选取的,则电势为零
的地方场强可以不为零,场强为零的地方电势不一定为
零,故B、C错误;在匀强电场中,场强处处相等,但沿着
电场线的方向电势逐渐降低,所以场强大小相同的点电
势不一定相同,故 D正确。
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