2019-2020年高中物理 第一章 電場(chǎng) 第五節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系自我小測(cè) 粵教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 第一章 電場(chǎng) 第五節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系自我小測(cè) 粵教版選修3-1 1如圖，a、b、c是一條電場(chǎng)線(xiàn)上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線(xiàn)的方向由a到c，a、b間的距離等于b、c間的距離．用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)．下列哪個(gè)正確(　　) A．φa＞φb＞φc B．Ea＞Eb＞Ec C．φa－φb＝φb－φc D．Ea＝Eb＝Ec 2在水平放置的平行金屬板之間有一個(gè)帶電液滴，恰巧靜止，液滴所帶電量為3.210－19 C，重力為1.610－14 N，若板間距為10 mm，則兩板間的電壓為(　　) A．500 V B．1 000 V C．1 500 V D．2 000 V 3如圖所示，兩個(gè)等量異種電荷在真空中相隔一定的距離，豎直線(xiàn)代表兩個(gè)點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，在兩個(gè)點(diǎn)電荷所在的平面內(nèi)取如圖所示的1、2、3三個(gè)點(diǎn)，則這三個(gè)點(diǎn)間電勢(shì)的關(guān)系是(　　) A．φ1＞φ2＞φ3 B．φ2＞φ3＞φ1 C．φ2＞φ1＞φ3 D．φ3＞φ2＞φ1 4下列關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的關(guān)系，正確的說(shuō)法是(　　) A．任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差，等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積 B．在任何方向上，若兩點(diǎn)間距離相等，則它們之間電勢(shì)差就相等 C．沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向，任何相同距離上的電勢(shì)降落必定相等 D．電勢(shì)降落的方向必定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 5以下關(guān)于與電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)的幾個(gè)公式的說(shuō)法，其中正確的是(　　) A．公式U＝Ed只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) B．只要電場(chǎng)中電場(chǎng)線(xiàn)是直線(xiàn)，公式U＝Ed就適用 C．公式E＝F/q是定義式，適用于任何電場(chǎng) D．公式E＝kQ/r2是由庫(kù)侖定律得出的，因而只適用于點(diǎn)電荷(真空中)的電場(chǎng) 6若帶正電小球只受到電場(chǎng)力作用，則它在任意一段時(shí)間內(nèi)(　　) A．一定沿電場(chǎng)線(xiàn)由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) B．一定沿電場(chǎng)線(xiàn)由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) C．不一定沿電場(chǎng)線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)，但一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) D．不一定沿電場(chǎng)線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)，也不一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) 7如圖所示為靜電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線(xiàn)，一電子沿電場(chǎng)線(xiàn)從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做了正功，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 B．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由B點(diǎn)指向A點(diǎn) C．電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在B點(diǎn)大 D．B點(diǎn)的電勢(shì)一定比A點(diǎn)高 8如圖所示，實(shí)線(xiàn)為電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)為等勢(shì)線(xiàn)，且AB＝BC，電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢(shì)分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有 … (　　) A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EA C．UAB＜UBC D．UAB＝UBC 9如下圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有相距為l的A、B兩點(diǎn)，連線(xiàn)AB與電場(chǎng)線(xiàn)的夾角為θ，將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，若沿直線(xiàn)AB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功W1＝______；若沿路徑ACB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功W2＝______；若沿曲線(xiàn)ADB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功W3＝______；由此可知，電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是：__________________. 10如下圖所示，圖中A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA＝15 V，φB＝3 V，φC＝－3 V，由此可得D點(diǎn)電勢(shì)UD＝______V. 11如下圖所示，虛線(xiàn)方框內(nèi)為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B、C為該電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，已知φA＝12 V，φB＝6 V，φC＝－6 V，試在該方框中作出該電場(chǎng)的示意圖(即畫(huà)出幾條電場(chǎng)線(xiàn))，并要求保留作圖時(shí)所用的輔助線(xiàn)，若將一個(gè)電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做多少電子伏的功？ 12如下圖所示，A、B、C三點(diǎn)是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)．它們的電勢(shì)分別為φA＝－5 V，φB＝9 V，φC＝2 V. (1)現(xiàn)將電荷q＝310－8 C由B移到C，問(wèn)電場(chǎng)力做多少功？ (2)試在圖中畫(huà)出過(guò)A、B、C點(diǎn)的三條等勢(shì)線(xiàn)，并指明該勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向． 答案 1答案：A 答案：A 2解析：由Eq＝G，U＝Ed得U＝Gd/q＝＝500 V，選A. 3解析：作出等量異種電荷形成電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn)，然后根據(jù)等勢(shì)線(xiàn)與電場(chǎng)線(xiàn)之間的關(guān)系作出等勢(shì)線(xiàn)，依據(jù)等勢(shì)線(xiàn)的分布可確定這三點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系． 答案：A 4解析：公式U＝Ed中的d表示勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿場(chǎng)強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離，而不是電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間的距離，因此選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．在電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向只是電勢(shì)降落陡度最大的方向，沿其他方向電勢(shì)也可能降低，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C 5解析：處理這幾個(gè)與電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)的公式時(shí)，可從場(chǎng)強(qiáng)定義式E＝F/q出發(fā)，結(jié)合其他規(guī)律進(jìn)行推導(dǎo)．在推導(dǎo)過(guò)程中，注意每一步驟中需要滿(mǎn)足的附加條件，綜合原來(lái)和附加條件即成為推導(dǎo)式成立須滿(mǎn)足的條件．如：由于根據(jù)W＝Eqd計(jì)算電場(chǎng)力做功時(shí)，它只適用于恒力做功，且公式中d是電荷沿電場(chǎng)力方向發(fā)生的位移，故根據(jù)W＝qU和W＝Eqd推導(dǎo)出的U＝Ed時(shí)，它只能適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，又要注意距離d只能是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上兩點(diǎn)間距離．由于中學(xué)階段學(xué)習(xí)的庫(kù)侖定律表達(dá)式只適用于真空中的點(diǎn)電荷，故將它結(jié)合場(chǎng)強(qiáng)定義式推導(dǎo)的公式E＝kQ/r2也就只適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)． 答案：ACD 6解析：電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向表示帶電體所受到的力的方向，但根據(jù)動(dòng)力學(xué)知識(shí)可知：物體運(yùn)動(dòng)速度方向不沿力的方向，故其軌跡不一定沿著電場(chǎng)線(xiàn)的方向．帶電體是由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)還是由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)，還決定于帶電體的初速度方向，但由于帶電體的初速度方向不確定，故選項(xiàng)C不正確． 答案：D 7解析：電子從A到B靜電力做正功，所以場(chǎng)強(qiáng)方向由B指向A，電子在A點(diǎn)電勢(shì)能較大，A點(diǎn)電勢(shì)較低，因只標(biāo)出一條電場(chǎng)線(xiàn)，所以場(chǎng)強(qiáng)大小無(wú)法判斷，只有BCD正確． 答案：BCD 8解析：從A到B再到C是順著電場(chǎng)線(xiàn)的方向，電勢(shì)應(yīng)逐漸降低，所以φA＞φB＞φC，即A正確．A、B、C三點(diǎn)中A處電場(chǎng)線(xiàn)最疏，C處電場(chǎng)線(xiàn)最密，所以EA＜EB＜EC，則B正確．盡管AB＝BC，但EA＜EB＜EC，所以UAB＜UBC，即C正確，D錯(cuò)誤． 答案：ABC 9解析：電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是：電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初、末兩位置有關(guān)．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中只與初末兩位置在電場(chǎng)線(xiàn)方向的距離有關(guān)．因此W1＝W2＝W3＝qElcosθ. 答案：qELcosθ　qELcosθ　qELcosθ　電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān) 10解析：如圖所示：UAC＝φA－φC＝18 V，連接AC并把AC三等份則中間兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為9 V和3 V，這樣，B點(diǎn)必與F點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，連接BF，過(guò)D點(diǎn)的等勢(shì)面恰過(guò)E點(diǎn)，所以D點(diǎn)的電勢(shì)為9 V. 答案：9 11解析：由于電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面垂直，而且在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)相等的點(diǎn)的連線(xiàn)必在同一等勢(shì)面上，所以與等勢(shì)點(diǎn)連線(xiàn)垂直的線(xiàn)必是電場(chǎng)線(xiàn)，電勢(shì)相等的點(diǎn)可根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)，利用等分法來(lái)找． 因φB＝6 V，φC＝－6 V，由勻強(qiáng)電場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)，U＝Ed知，在BC連線(xiàn)的中點(diǎn)D處的電勢(shì)必為零；同理，把AC線(xiàn)段等分成三份，在等分點(diǎn)D′處的電勢(shì)也必為零，連接DD′即為該電場(chǎng)中的一條等勢(shì)線(xiàn)，根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)線(xiàn)垂直，可以畫(huà)出電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn)，如圖中實(shí)線(xiàn)所示，由沿場(chǎng)強(qiáng)方向電勢(shì)降低可確定出場(chǎng)強(qiáng)的方向．將一電子從A移動(dòng)到B，電場(chǎng)力做功 為：W＝－eUAB＝－e(12－6) V＝－6 eV. 答案：W＝－6 eV 12解析：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)是一簇分布均勻的平行有向直線(xiàn)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是一簇平行且分布均勻的平行平面． φA＝－5 V，φB＝9 V，φC＝2 V 即φA＜φC＜φB，由以上電勢(shì)值知UAB＝14 V，所以A、B連線(xiàn)中點(diǎn)D與A和B電勢(shì)差均為7 V，由此可知φD＝2 V. φD＝φC＝2 V，所以C、D位于同一等勢(shì)面上，過(guò)C、D作直線(xiàn)，此為過(guò)C的一條等勢(shì)線(xiàn)，然后分別過(guò)A、B作CD的平行線(xiàn)，此為過(guò)A、B的等勢(shì)線(xiàn)，如圖所示． 由于沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)下降，同時(shí)電場(chǎng)線(xiàn)和等勢(shì)面處處垂直，所以該電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)和CD垂直，方向如圖中實(shí)線(xiàn)所示． UBC＝|φB－φC|＝7 V 所以WBC＝qUBC＝310－87 J＝2.110－7 J. 由于q從B向C運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力和位移方向成銳角，故電場(chǎng)力做正功，即WBC＝qUBC＝310－87 J＝2.110－7 J. 答案：(1)WBC＝2.110－7 J　(2)見(jiàn)上圖