10.3 电势差与电场强度的关系（练习题）（解析版）-教案课件-高中物理必修第三册.docx

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.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，能通过自身发出的生物电获取食物、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 N/C，可击昏敌害则身长50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达(　　)A.50 V B.500 VC.5 000 V D.50 000 V解析　U＝Ed＝104×0.5 V＝5 000 V答案　C2.下列关于匀强电场中电场强度与电势差的关系,正确的说法是(　　)A.在相同距离上的两点,电势差大的其电场强度也必定大B.电场强度在数值上等于每单位距离上的电势降落C.沿着电场方向,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公式E=Ud中d为沿电场方向的距离,只有在电场方向上,相同距离的两点,电势差大的其电场强度也必定大,同理,电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差,选项A、B错误,选项C正确;在电场中,电势降低的方向有很多,一般在不同方向电势降低快慢不同,沿电场方向是电势降低最快的方向,选项D错误。

答案C3.如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定(　　)A.φa＞φb＞φc B.Ea＞Eb＞EcC.φa－φb＝φb－φc D.Ea＝Eb＝Ec解析　电场线是直线的电场，通常有如图所示的几种情况题中给出的一条电场线，不一定是哪一种，因此B、C、D均不正确；其中在前三个图中可由U＝Ed定性分析不论是何种情况的电场，沿着电场线方向电势总是降低的，φa＞φb＞φc，故A正确答案　A4.如图所示，沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点以O为圆心，r＝OA为半径逆时针转动一周，O与圆周上的A点的连线OA与x轴正向(E方向)成θ(θ<)角，则此圆周上各点与A点间最大的电势差为(　　)A．U＝Er B．U＝Er(sin θ＋1)C．U＝Er(cos θ＋1) D．U＝2Er答案　C解析　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，dmax＝r＋rcos θ，所以Umax＝Er(cos θ＋1)，C项正确．5.空气中的负离子对人的健康极为有益，人工产生负离子的最常见方法是电晕放电法．如图4所示，在一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5 000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子(负氧离子为－1价离子)，使空气清新化．针状负极与环形正极间距为5 mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则(　　)A．E＝103 N/C，F＝1.6×10－16 NB．E＝106 N/C，F＝1.6×10－16 NC．E＝103 N/C，F＝1.6×10－13 ND．E＝106 N/C，F＝1.6×10－13 N答案　D解析　针状负极与环形正极间的电场为匀强电场，所以E＝＝ V/m＝106 V/m负氧离子受力F＝qE＝1.6×10－19×106 N＝1.6×10－13 N.6.如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面的距离是25 cm，由此可确定电场强度的方向及大小为(　　)A.竖直向下，E＝0.4 N/C B.水平向右，E＝0.4 N/CC.水平向左，E＝40 N/C D.水平向右，E＝40 V/m解析　题图为一组等差等势面，电场方向垂直等势面且指向电势低的方向，故场强方向水平向右，E＝＝＝40 V/m。

答案　D7.如图所示，在匀强电场中相距10 mm的两等势面AA′、BB′其间有一静止的油滴P已知油滴P的重力是1.6×10－4 N，所带的电荷量是＋3.2×10－9 C则下面判断正确的是(　　)A.φA＞φB，UAB＝100 V B.φA＞φB，UAB＝750 VC.φA＜φB，UBA＝500 V D.φA＜φB，UBA＝1 000 V解析　由于油滴静止，则油滴所受静电力与重力等大、反向，即电场方向向上，故φA＜φB由E＝、F＝G得E＝5×104 V/m，又由于d＝10 mm＝0.01 m，所以UBA＝Ed＝500 V，故选项C正确答案　C8.如图所示的匀强电场场强为103 N/C，ab、cd平行于电场线，ac、bd垂直于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac＝bd＝3 cm则下述计算结果正确的是(　　)A.a、b之间的电势差为40 VB.a、c之间的电势差为50 VC.将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，静电力做的功是－0.25 JD.将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移到d，静电力做的功是0.25 J解析　由U＝Ed得Uab＝103×0.04 V＝40 V，A正确；a、c在同一等势面上，所以Uac＝0，B错误；将电荷沿abdca移动一周，位移为0，故静电力做功为0，C错误；Wad＝Wab＝qUab＝(－5×10－3)×40 J＝－0.2 J，D错误。

答案　A9.如图所示,在平面直角坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0 V,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为(　　)A.200 V/m B.2002 V/mC.100 V/m D.1002 V/m解析OA的中点C处的电势为3 V,将C点与B点连接,如图所示,电场线与等势线垂直,根据几何关系得BC=32 cm,则OB沿电场线方向上的距离d=322 cm,所以电场强度E=Ud=3322×10-2 V/m=1002 V/m,故D正确,A、B、C错误答案D10.如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出仅在静电力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则(　　)A.a一定带正电，b一定带负电B.a加速度减小，b加速度增大C.MN两点电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小解析　由带电粒子的运动轨迹，结合曲线运动的特点可知带电粒子所受的静电力方向，因为电场线的方向不确定，故不能判断带电粒子带电的性质，故A选项错误；由电场线的疏密可知，a加速度将减小，b加速度将增大，故B选项正确；因为是非匀强电场，故MN两点电势差并不等于NQ两点电势差，故C选项错误；因为等势线1与2之间的电场强度比2与3之间的电场强度要大，故1、2之间的电势差要大于2、3之间的电势差，但两粒子的带电荷量大小不确定，故无法比较动能变化量的大小，故D选项错误。

答案　B二、 多选题11.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三点的场强分别为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>ECC.UAB