人教版高中物理选修3116《电势差与电场强度的关系》课后作业.docx
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人教版高中物理选修3116《电势差与电场强度的关系》课后作业
课后作业45分钟
一、选择题(8×5′,共40分)
图10
1.如图10所示的电场中,AB=BC,UAB、UBC分别表示A、B两点间和B、C两点间的电势差,则两者的关系正确的是( )
A.UAB=UBC
B.UAB>UBC
C.UAB D.以上结论都有可能 解析: 不是匀强电场,但EAB 答案: C 2.电场中有一条直线,在直线上有M、N两点,若将一试探电荷q从直线外的P点分别移到M、N两点,电场力对q做功相等,则( ) A.该电场若是匀强电场,则M、N所在直线一定与电场线平行 B.该电场若是匀强电场,则M、N所在直线一定与电场线垂直 C.该电场若是由一个点电荷产生的,则M、N两点的电势和场强都相同 D.该电场若是由一个点电荷产生的,则M、N两点的电势相等,电场强度不同 解析: 搞清匀强电场与点电荷产生电场的特点.试探电荷从P点移到M、N两点电场力对电荷做功相等,故M、N两点等势,在匀强电场中MN连线为等势线,该线与电场线垂直,B正确,A错;若电场是由点电荷产生的,由点电荷的电场和等势线的特点,M、N两点电势相等,场强大小相等而方向不同,故D对,C错. 答案: BD 图11 3.如图11所示,匀强电场场强E=100V/m,A、B点相距10cm,A、B连线与电场线夹角为60°,则UBA的值为( ) A.-10V B.10V C.-5VD.-5 V 解析: 公式U=Ed中,d是匀强电场中沿场强方向的距离.A、B两点沿电场线方向的距离: d=lcos60°=0.1× m=0.05m,B点电势低于A点电势: UBA=-Ed=-100×0.05V=-5V. 答案: C 图12 4.如图12所示中,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm,把一个电荷量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零,从B移到C,电场力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是( ) A.865V/m,垂直AC向左 B.865V/m,垂直AC向右 C.1000V/m,垂直AB斜向上 D.1000V/m,垂直AB斜向下 解析: 直线AB为等势线,场强方向应垂直于等势面,把电荷q从A移到B,电场力不做功,说明A、B两点在同一等势面上,因该电场为匀强电场,等势面应为平面,故图中直线AB即为等势线,场强方向应垂直于等势面,可见,选项A、B不正确;UBC= = V=-173V.B点电势比C点低173V,因电场线指向电势降低的方向,所以场强方向必垂直于AB斜向下.场强大小E= = = V/m=1000V/m,C错误,D正确. 答案: D 5.场强为E=1.0×102N/m的匀强电场中,有相距d=2.0×10-2m的a、b两点,则a、b两点间的电势差可能为( ) A.1.0V B.2.0V C.3.0V D.4.0V 解析: 由题意得a、b两等势面的最大距离d=2.0×10-2m,故由公式Uab=Ed求出ab间的最大电势差是U=1.0×102×2.0×10-2V=2V. 答案: AB 图13 6.(2010年江苏卷)空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图13所示.下列说法中正确的是( ) A.O点的电势最低 B.x2点的电势最高 C.x1和-x1两点的电势相等 D.x1和x3两点的电势相等 解析: 由于电场沿x轴对称分布,方向相反,所以从O点向x轴正负方向经过相同距离电势增加或减少的数值相等,即φ0-φx1=φ0-φ-x1,故φx1=φ-x1,则C正确,B、D错误;O点电势可以是最高也可以是最低,A错误. 答案: C 7.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是( ) A.在相同距离上的两点,电势差大的其场强也必定大 B.场强在数值上等于每单位距离上的电势降落 C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相等 D.电势降低的方向必定是电场强度的方向 解析: 在电场中沿不同方向电势降低快慢不同. 答案: C 图14 8.(2011·江苏卷)一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如右图14所示,图中左侧前三个等势面彼此平行,不计粒子的重力.下列说法正确的有( ) A.粒子带负电荷 B.粒子的加速度先不变,后变小 C.粒子的速度不断增大 D.粒子的电势能先减小,后增大 图15 解析: 画出图15中两条电场线,可以看出粒子在运动时发生偏转.根据偏转方向与电场力和电场线方向关系可以判定粒子带负电,A正确;等势面平行且间距相等反映该处为匀强电场,等势面稀疏处,电场较弱,电场力较小,因此B正确.根据粒子受力情况判定粒子做减速运动,速度减小,C错.电场做负功,电势能增大,D错。 答案: AB 二、非选择题(9、10题各10分,11、12题各20分,共60分) 图16 9.如图16所示,将两个平行金属板接在电压为12V的电源上,B板接地,A、B相距6mm,c点距A板1mm,d点距B板2mm,则AB板间场强大小为________,c点电势为________,d点电势为______________. 答案: 2000V/m 10V 4V 图17 10.如图17所示,边长为L的等边三角形三个顶点a、b、c处在匀强电场中且电场线与abc共平面,一个电子只在电场力作用下由a运动到b动能减小了ΔE,而一个质子只在电场力作用下由a运动到c动能增加了ΔE,则电场强度的大小为________. 解析: 电子在电场力作用下由a运动到b动能减少了ΔE,说明电场力对电子做负功,a点电势高于b点电势,Uab= = .质子由a运动到c动能增加了ΔE,说明电场力做正功,Uac= ,所以Uab=Uac,φb=φc,bc为一等势线,Uac= =ELsin60°,则E= . 答案: 2ΔE/ Le 图18 11.电子电荷量为e,质量为m,以速度v0沿电场线方向射入场强为E的匀强电场,如图18所示,电子从A点入射,到达B点时速度为零,则A、B两点间的电势差是多少? 电子从A运动到B所用时间是多少? (不计重力) 解析: 由动能定理得-eUAB=0- mv , UAB= 由vt=v0-at得0=v0- t. t= (也可用动能定理解). 答案: , 图19 12.如图19所示的电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为d,各面的电势已在图中标出,现有一质量为m的带电小球以速度v0,方向与水平方向成45°角斜向上射入电场,要使小球做直线运动. 问: (1)小球应带何种电荷? 电荷量是多少? (2)在入射方向上小球最大位移量是多少? (电场足够大) 解析: (1)作电场线如图20甲所示,由题意,只有小球受到向左的电场力,电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上,如图20乙所示,只有当F与v0在一条直线上才可能使小球做直线运动.所以小球带正电,小球沿v0方向做匀减速运动,由乙图知qE=mg.相邻等势面间的电势差用U表示,所以E= ,故q= = . 图20 (2)由图20乙知F= = mg (因为qE=mg) 由动能定理-F·smax=0- mv . 所以smax= = . 答案: (1)正电 (2)
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