内容正文:
第一章 静电场
6电势差与电场强度的关系
A级 抓基础[来源:学§科§网]
1.下列说法正确的是( )
A.根据E=,可知电场中某点的场强与电场力成正比
B.根据E=,可知点电荷在电场中某点产生的场强与该点电荷的电量Q成正比
C.根据场强叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强
D.根据U=Ed,可知同一电场中两个点的距离越远,它们之间的电势差越大
解析:电场中某点的场强由电场自身决定,与F或q无关,A错;点电荷在某点产生的场强大小与场源电荷量成正比,与该点到场源电荷的距离的二次方成反比,B对;合电场的场强可能比分电场的场强大,也可能小于分电场的场强,或与分电场的场强大小相等,C错;在匀强电场中,若沿电场线方向上两点间的距离越远,则它们间的电势差就一定越大,在不同方向上该关系不成立,D错.
答案:B
2.在水深超过200 m的深海,光线极少,能见度极低.有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出生物电,获取食物,威胁敌害,保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度达到104 V/m,可击昏敌害.身长50 cm的电鳗,在放电时产生的瞬间电压可达( )
A.10 V
B.500 V
C.5 000 V
D.10 000 V
解析:由U=Ed=104×50×10-2 V=5 000 V.
答案:C
3.(多选)在一个匀强电场中有a、b两点,相距为d,电场强度为E,把一个电荷量为q的负电荷由a移到b点时,电场力对电荷做正功W,以下说法正确的是( )
A.a点电势比b点电势低
B.a、b两点电势差大小为U=Ed
C.a、b两点电势差大小为U=
D.该电荷在b点电势能较在a点大
解析:由题意知,电场力做正功W,逆着电场线移动电荷,A对;电势能减少,D错;a、b两点连线不一定是沿电场线方向,B错;由静电力做功与电势差的关系知,C对.
答案:AC
4.(多选)如图所示的同心圆是电场中的一组等势线,一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小,B为线段AC的中点,则有( )
A.电子沿AC运动时受到的电场力越来越小
B.电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大
C.电势φA>φB>φC
D.电势差UAB=UBC
解析:由A到C,电子的速度越来越小,可知其动能越来越小,电势能越来越大,电场力对其做负功,则电子应顺着电场线运动,即电场线方向由A到C,由此可知这是-Q形成的电场,因此越靠近-Q,电场线越密,电场强度也就越大,电子所受电场力也就越大,所以A不对,B对.又因为沿电场线方向电势逐渐降低,所以C对.又因为此电场不是匀强电场,沿电场线方向电势不是均匀降落,故UAB≠UBC,所以D错,故B、C正确.
答案:BC
5.如图所示,在匀强电场中,电荷量q=5.0×10-10 C的正电荷,由a点移到b点和由a点移到c点电场力做功都是3.0×10-8 J,已知a、b、c三点的连线组成直角三角形,ab=20 cm,∠a=37°,∠c=90°,求:
(1)a、b两点的电势差Uab;
(2)匀强电场的电场强度大小和方向.
解析:(1)因为正电荷q从a到b和从a到c电场力做功相等,所以由W=qU可得Uab=Uac,b、c两点在同一等势面上,根据电场线与等势面垂直,得到场强方向与ac平行,垂直指向bc.
Uab= V=60 V.
=
(2)由U=Ed可得,[来源:Z*xx*k.Com]
E= V/m=375 V/m.
==
电场强度方向平行于ac,垂直指向bc边向右.
B级 提能力
6.如图所示,匀强电场的电场强度为1×103 N/C,ab=dc=4 cm,bc=ad=3 cm,则下述计算结果正确的是( )
A.ab之间的电势差为4 000 V
B.ac之间的电势差为50 V
C.将q=-5×10-3 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周,电场力做功为零
D.将q=-5×10-3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c,电场做功都是-0.25 J
答案:C
7.(多选)如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC,电场中A、B、C三点的电场强度分别为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.EA>EB>EC
C.UAB<UBC
D.UAB=UBC
解析:沿电场线方向,电势越来越低,所以A点电势最高,C点电势最低,A正确.电场线越密集的地方电场强度越强,由图可知,C点电场强度最强,A点电场强度最弱,B错误.由于BC间的电场强度大于AB间的电场强度,由U=Ed可知,UAB<UBC,C正确,D错误.
答案:AC
8.如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O,规定无穷