2019-2020年高中物理 第一章 静电场 第六节 电势差和电场强度的关系自我小测 新人教版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 第一章 静电场 第六节 电势差和电场强度的关系自我小测 新人教版选修3-1一、选择题（其中第15题为单选题，第67题为多选题）1下列静电学公式中，F、q、E、U、r和d分别表示静电力、电荷量、电场强度、电势差及距离，UEd，下列有关四个公式的说法中正确的是（）A它们都只对点电荷或点电荷的电场成立B只对点电荷或点电荷电场成立，对任何电场都成立C只对点电荷成立，对任何电场都成立，只对匀强电场成立D只对点电荷成立，对任何电场都成立2对公式的理解，下列说法正确的是（）A此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差Ba点和b点间距离越大，则这两点的电势差越大C公式中的d是指a点和b点之间的距离D公式中的d是指a、b两个等势面间的垂直距离3如图所示，在E500 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d2 cm，它们的连线跟场强方向的夹角是60，则Uab等于（）A5 V B10 VC5 V D10 V4A、B、C、D是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在平面平行已知A点的电势为20 V，B点的电势为24 V，D点的电势为4 V，如图所示，由此可知C点的电势为（）A4 V B8 V C12 V D24 V5如图所示，匀强电场方向平行于xOy平面，在xOy平面内有一个半径为R5 cm的圆，圆上有一动点P，半径OP与x轴方向的夹角为，P点沿圆周移动时，O、P两点的电势差满足UOP25sin （V），则该匀强电场电场强度的大小和方向分别为（）A5 V/m，沿x轴正方向B25 V/m，沿y轴负方向C500 V/m，沿y轴正方向D V/m，沿x轴负方向6如图所示，匀强电场场强为1103 N/C，abdc4 cm，bcad3 cm，则下述计算结果正确的是（）Aab之间的电势差为4 000 VBac之间的电势差为40 VC将q5103 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做功为零D将q5103 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，静电力做功都是0.25 J7如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN.P点在y轴右侧，MPON，则（）AM点的电势比P点的电势高B将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动二、非选择题8如图所示，平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场，场强E1.2102 V/m，极板间距离d5 cm，电场中C和D点分别到A、B两板的距离均为0.5 cm，B板接地，求：（1）C和D两点的电势及两点间电势差各为多少？（2）将点电荷q2102 C从C点匀速移到D点时外力做多少功？9如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面现将电荷量为108 C的正点电荷从A点移到B点，静电力做功为3106 J，将另一电荷量为108 C的负点电荷从A点移到C点，克服静电力做功3106 J，则：（1）UAB、UAC、UBC各为多少？电场线方向如何？（2）若AB边长为 cm，求电场强度参考答案1答案：C2答案：D3解析：在电场线方向上a、b两点间的距离（或a、b两点所在等势面间的距离）为dabcos601 cm，所以|Uab|Ed5001102 V5 V由题图可知，ab，故Uab0，所以Uab5 V.答案：C4解析：根据电势均匀分布的特点知A、B和D、C间的电势差相等，B选项正确答案：B5解析：匀强电场中沿电场线方向电势降落最快，根据UOP25sin （V），当90时，OP间电压最大，以此分析电场线沿y轴正方向；根据电场强度得E500 V/m，C正确答案：C6解析：UabEab11030.04 V40 V，选项A错误；UacUab40 V，选项B正确；将电荷移动一周，电势差为零，静电力做功为零，选项C正确；WacqUac（5103）40 J0.2 J，选项D错误答案：BC7解析：作出过点M的等势线，因等势线与电场线是垂直的，且沿电场线方向电势是降低的，故选项A正确将负电荷从O点移到P点时，因电势降低，其电势能增大，故应是克服电场力做功，选项B错误由及电场线疏密程度知O、M两点间电势差应大于M、N两点间电势差，选项C错误沿y轴各点场强方向相同，故从O点由静止释放的带正电粒子运动中始终受到沿y轴正方向的电场力，选项D正确答案：AD8解析：（1）因正极板接地，故板间各点电势均小于零，则UBD、UBC均大于零，由UEd得UBDEdBD1.21020.5102 V0.6 V，即D0.6 V.由于dCB5 cm0.5 cm4.5 cm4.5102 m，所以UCBEdCB1.21024.5102 V5.4 VC.所以UCDCD5.4 V（0.6 V）4.8 V.（2）因为点电荷匀速移动，外力所做的功等于电场力所做的功W外|qUCD|21024.8 J9.6102 J.答案：（1）5.4 V0.6 V4.8 V（2）9.6102 J9解析：本题要求利用匀强电场中静电力做功、电势差与电场强度的关系进行求解，特别是要求根据电势差的情况判断电场强度的方向（1）正点电荷从A点移到B点时，静电力做正功，故A点电势高于B点电势，可求得V300 V.负点电荷从A点移到C点，静电力做负功，A点电势高于C点，可求得300 V因此B、C两点电势相等，UBC0.由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线，因此，BC为一等势线，故电场线方向垂直于BC，设D为直线BC的中点，则电场强度方向为由A指向D.（2）直线AB在电场强度方向的距离d等于线段AD的长度，故由匀强电场中电势差与电场强度的关系式可得V/m104 V/m.答案：（1）300 V300 V0电场线方向垂直于BC，设D为直线BC的中点，则电场强度方向由A指向D（2）104 V/m