高中物理《电势差、电场强度、电势、电势能》典型题练习(含答案)
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高中物理《电势差、电场强度、电势、电势能》
1、静电场核心物理概念的理解和重点结论
电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理,,它们之间有十分密切的联系,但也有很大区别,解题中一定注意区分,列表比较
(1)电势与电势能比较:
(2)电场强度与电势的对比
图 1
图2
2、公式E=U/d 的理解与应用
(1)公式E=U/d 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电势降低最快的方向.
(2)公式E=U/d 只适用于匀强电场,且d 表示沿电场线方向两点间的距离,或两点所在等势面的范离.
(3)对非匀强电场,此公式也可用来定性分析,但非匀强电场中,各相邻等势面的电势差为一定值时,那么E 越大处,d 越小,即等势面越密. 典例分析
1、(匀强电场中电场强度与电势差的关系)关于匀强电场中场强和电势差的关系,下列说法正确的是( )
A .任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
B .沿电场线方向,任何相同距离上电势降落必定相等
C .电势降低的方向必是场强方向
D .在相同距离的两点上,电势差大的其场强也大 2、(用Ed U =或d
U
E =
定性分析非匀强电场中场强与电势差的关系)如图1所示,实线表示电场线,虚线表示等势线,a 、b 两点的电势分别为V A 50-=ϕ,V B 20-=ϕ,则a 、b 连线的中点c 的电势ϕ应为( B )
A .V C 35-=ϕ
B .V
C 35->ϕ
C .V C 35-<ϕ
D .无法判断C ϕ的高低 3、(用Ed U =或d
U
E =
求电势差或场强)平行的带电金属板A 、B 间是匀强电场,如图2所示,两板间距离是5cm ,两板间的电压是60V ,问:
(1)两板间的场强是多大?
(2)电场中有P 、Q 两点,P 点离A 板的距离为0.5 cm ,Q 点离B 板的距离为0.5 cm ,求P 、Q 两点之间的电势差为多少?
(3)若B 板接地,P 、Q 两点的电势为多少?
图 4
((1)m V /102.13⨯ (2)48V (3)54V 6V)
4、(场强三公式的区别与应用)如图3所示为一个水平方向的匀强电场,场强为m V /1093⨯,在电场内某水平面上一个做半径为10cm 的圆,在圆周上取如图所示的A 、B 、C 三点,另在圆心O 处放置电荷量为C 8-10的正点电荷,求: (1)A 、B 两点间的电势差; (2)C 点电场强度的大小和方向。
(1)1350V (2)C N /1027.14⨯ 方向与1E 、2E 成45o 角
5、(用“等分法”求电势、画电场线)如图所示,ABCD 是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A 、B 、C 三点的电势分别是
V A 15=ϕ,V B 3=ϕ,V C 3-=ϕ,由此可以推断D 点电势D ϕ是多少伏?(9v)
6、(Ed U =与图像结合的综合问题)空间有一沿x 轴对称分布的电场,其电场强度E 随x 变化的图像如图所示。下列说法正确的是( ) A .O 点的电势最低
B .2x 点的电势最高
C .1x 和1x -两点的电势相等
D .1x 和3x 两点的电势相等
A
B
600
图3
图5
补充例题7、两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷放在x 轴上的O 、M 两点,两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示,其中A 、N 两点的电势均为零,ND 段中的C 点电势最高,则 ( )
A .N 点的电场强度大小为零
B .A 点的电场强度大小为零
C .NC 间场强方向向x 轴正方向
D .将一负点电荷从N 点移到D 点,电场力先做正功后做负功
基础强化
1、下列关系式Ed U ab 的理解,正确的是( )
A .式中的d 是a 、b 两点的距离
B .a 、b 两点间距离越大,电势差越大
C .d 是a 、b 两个等势面的距离
D .此式适用于任何电场
2、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
3、如图6所示,平行直线表示电场线,但未标方向,带电量为-10-2C 的微粒在电场中只受电场力作用,由A 点移到B 点,动能损失0.1J ,若A 点电势为-10V ,则( ) A .B 点的电势为0V
B .电场线方向从右向左
C .微粒的运动轨迹可能是轨迹1
1
D
C
N
M A
φ
x
D .微粒的运动轨迹可能是轨迹2
4、关于静电场的说法中正确的是( )
A .在匀强电场中,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
B .在匀强电场中,电势降低的方向就是场强的方向
C .电荷在等势面上移动时不受电场力
D .若电场力对电荷作正功,电荷的电势能一定减小,而动能不一定增加
5、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 连线一定与电场线平行 B .该电场若是匀强电场,则M 、N 连线—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
6、如图7中,a 、b 、c 、d 、e 五点在一直线上,b 、c 两点间的距离等于d 、e 两点间的距离.在a 点固定放置一个点电荷,带电荷量为+Q ,已知在+Q 的电场中b 、c 两点间的电势差为U ,将另一个点电荷+q 从d 点移动到e 点的过程中,下列说法正确的是 ( )
A .电场力做功qU
B .克服电场力做功qU
C .电场力做功大于qU
D .电场力做功小于qU
7、如图8所示,A 、B 、C 三点都在匀强电场中,已知BC AC ⊥, 60=∠ABC ,BC=20cm ,
把一个电荷量C q 510-=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J 31073.1-⨯-,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A
C 向右
图7