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高二物理電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系同步練習(xí)題(附答案和解釋)
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高二
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1、下列各組物理量中,由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定的是( C )
A.電場(chǎng)力、電場(chǎng)強(qiáng)度 B.電場(chǎng)力做的功、電勢(shì)能
C.電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差 D.電勢(shì)差、電勢(shì)能
2、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 ( C )
A.在相同距離上的兩點(diǎn),電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)必定大
B.任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積
C.沿著電場(chǎng)線方向,經(jīng)過(guò)任何相同的距離電勢(shì)降落必定相等
D.電勢(shì)降低的方向必定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向
3(10全國(guó)卷1)關(guān)于靜電場(chǎng),下列結(jié)論普遍成立的是( D 。
A.電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)
B.電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高,電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方電勢(shì)低
C.將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零
D.在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向
【解析】在正電荷的電場(chǎng)中,離正電荷近,電場(chǎng)強(qiáng)度大,電勢(shì)高,離正電荷遠(yuǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度小,電勢(shì)低;而在負(fù)電荷的電場(chǎng)中,離正電荷近,電場(chǎng)強(qiáng)度大,電勢(shì)低,離負(fù)電荷遠(yuǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度小,電勢(shì)高,A錯(cuò)誤。電勢(shì)差的大小決定于兩點(diǎn)間距和電場(chǎng)強(qiáng)度,B錯(cuò)誤;沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低,而且速度最快,C正確;場(chǎng)強(qiáng)為零,電勢(shì)不一定為零,如從帶正電荷的導(dǎo)體球上將正電荷移動(dòng)到另一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體球上,電場(chǎng)力做正功。
4、電場(chǎng)中有一條直線,在直線上有M、N兩點(diǎn),若將一試探電荷Q從直線外的P點(diǎn)分別移到M、N兩點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)Q做功相等,則 ( BD )
A.該電場(chǎng)若是勻強(qiáng)電場(chǎng),則M、N連線一定與電場(chǎng)線平行
B.該電場(chǎng)若是勻強(qiáng)電場(chǎng),則M、N連線?定與電場(chǎng)線垂直
C.該電場(chǎng)若是由一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的,則M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相同
D.該電場(chǎng)若是由一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的,則M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,電場(chǎng)強(qiáng)度不同
5、圖1?6?5中A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,已知AC⊥BC,∠ABC=600,BC=20 cm,把一個(gè)電荷量q=10-5C的正電荷從A移到B,電場(chǎng)力做功為零;從B移到C,電場(chǎng)力做功為-1.73×10-3J,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是 ( )
A.865 V/m,垂直AC向左
B.865 V/m,垂直AC向右
C.1000 V/m,垂直AB斜向上
D.1000 V/m,垂直AB斜向下
解析:把電荷q從A移到B,電場(chǎng)力不做功,說(shuō)明A、B兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,因該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),等勢(shì)面應(yīng)為平面,故圖中直線AB即為等勢(shì)線,場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于等勢(shì)面,可見(jiàn),選項(xiàng)A、B不正確.
.B點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)低173 V,因電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向,所以場(chǎng)強(qiáng)方向必垂直于AB斜向下.場(chǎng)強(qiáng)大小 ,因此選項(xiàng)D正確,C錯(cuò).
點(diǎn)評(píng):本題涉及到較多的知識(shí)點(diǎn),如電場(chǎng)線、等勢(shì)面、電場(chǎng)力做功、電勢(shì)差、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系等等.解題時(shí)要把握其特點(diǎn),如等勢(shì)面的特點(diǎn):在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷不做功、勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是一簇平面、電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直等;搞清楚關(guān)系,如電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)力的功與電勢(shì)差的關(guān)系等.對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)及其內(nèi)在聯(lián)系的理解和靈活運(yùn)用,是解決復(fù)雜問(wèn)題的基礎(chǔ).
6、如圖1?6?10所示,在電場(chǎng)強(qiáng)度E=2000 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有三點(diǎn)A、M和B,AM=4 cm,MB=3 cm,AB=5 cm,且AM邊平行于電場(chǎng)線,把一電荷量q=2×10-9C的正電荷從B移到M點(diǎn),再?gòu)腗點(diǎn)移到A點(diǎn),電場(chǎng)力做功為 ( C )
A.0.6×10-6J B.0.12×10-6J C.-0.16×10-6J D.-0.12×10-6J
7(2009年寧夏卷)空間有一均勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中建立如圖所示的直角坐標(biāo)系 ,M、N、P為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn),M點(diǎn)的坐標(biāo) ,N點(diǎn)的坐標(biāo)為 ,P點(diǎn)的坐標(biāo)為 。已知電場(chǎng)方向平行于直線MN,M點(diǎn)電勢(shì)為0,N點(diǎn)電勢(shì)為1V,則P點(diǎn)的電勢(shì)為( D 。
A. B.
C. D. [
【解析】將立體圖畫成平面圖,如圖所示,可見(jiàn)P點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向?yàn)镸N的四等分線,故P點(diǎn)的電勢(shì)為 ,D正確。
8、如圖1?6?5所示,ABCD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)分別是 =15 V, =3 V、 = -3 V,由此可以推斷D點(diǎn)電勢(shì) 是多少伏?
解析:根據(jù)A、D、C三點(diǎn)電勢(shì)的特點(diǎn),連接AC并在AC連線上取M、N兩點(diǎn)使AM=MN=NC,如圖1?6?6所示.盡管AC不一定是場(chǎng)強(qiáng)方向,但可以肯定AM、MN、NC在場(chǎng)強(qiáng)方向上的投影長(zhǎng)度相等.
由U=Ed可知,
由此可知, =3 V, =9 V,B、N兩點(diǎn)在同一等勢(shì)線上.根據(jù)幾何知識(shí)
不難證明MD平行于BN,即MD也為等勢(shì)線,所以 = =9 V.
運(yùn)用等勢(shì)面跟電場(chǎng)線垂直,勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面和電場(chǎng)線都是等間距的平行的直線.可以先選取一條直線,在直線上找出與A、B、C、D四點(diǎn)對(duì)應(yīng)電勢(shì)相等的點(diǎn),由此確定與D點(diǎn)等勢(shì)的電勢(shì),從而確定D點(diǎn)的電勢(shì).
點(diǎn)評(píng):在本題中,連接電勢(shì)差最大的兩點(diǎn),然后通過(guò)均分這兩點(diǎn)的電勢(shì)差來(lái)找到對(duì)應(yīng)其余各點(diǎn)在此連線上的等勢(shì)點(diǎn)即可確定等勢(shì)面,進(jìn)而確定場(chǎng)強(qiáng)的方向,這是一般的解題方法.獨(dú)立解題時(shí)要注意體會(huì).
9(07全國(guó)卷Ⅰ)a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)是20V,b點(diǎn)的電勢(shì)是24V,d點(diǎn)的電勢(shì)是4V,如圖。由此可知,c點(diǎn)的電勢(shì)為( B )
A、4V B、8V C、12V D、24V
10(07寧夏卷)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn),AB的長(zhǎng)度為1 m,D為AB的中點(diǎn),如圖所示。已知電場(chǎng)線的方向平行于ΔABC所在平面,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為14 V、6 V和2 V。設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E,一電量為1×10-6 C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功為W,則( A)
A.W=8×10-6 J,E>8 V/m B.W=6×10-6 J,E>6 V/m
C.W=8×10-6 J,E≤8 V/m D.W=6×10-6 J,E≤6 V/m
11、如圖,長(zhǎng)為L(zhǎng),傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中,一帶電量為+q,質(zhì)量為m的小球,以初速度v0由斜面底端的A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑,到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度仍為v0,則:( CD 。
A.A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)低B.小球在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能
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