1、高中物理电势差和电场强度的关系(答题时间:30分钟)1. 如图所示,长为L、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为+q、质量为m的小球以初速度v0从斜面底端A点开始沿斜面上滑,当到达斜面顶端B点时,速度仍为v0,则( )A. 小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能B. A、B两点间的电势差一定等于C. 若电场是匀强电场,则该电场的电场强度最大值一定为D. 若该电场是由放置在C点的点电荷Q产生,则为452. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0x2段是对称的曲线,x2x3段是直线,则下列说法正确的是( )A. x1处电场强度为正值B.
2、 x1、x2、x3处电势、的关系为C. 粒子在0x2段做匀变速运动,x2 x3段做匀速直线运动D. x2 x3段是匀强电场3. 如图所示,匀强电场中有一梯形ABCD,其中AB=2cm、CD=4cm,A.B.C三点电势分别为A= 12V、B=6V、C=3V,则下列说法正确的是( )A. 若一电子从A点移动到D点,它将克服电场力做功3eV B. 将一电子从A点移动到D点,电场力做功5eVC. 匀强电场场强的最小值为3l02V/mD. 匀强电场场强的最小值为2102V/m4. 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
3、,P点沿圆周移动时,O、P两点的电势差满足UOP25 sin(V),则该匀强电场的大小和方向分别为( )A. 5 V/m,沿x轴正方向B. 500V/m,沿y轴负方向C. 500 V/m,沿y轴正方向D. 250V/m,沿x轴负方向5. 如图所示,Q是一个带负电的固定点电荷,a、b、c、d是在同一直线上的四个点,a、b两点间的距离等于c、d两点间的距离,则下列说法正确的是( )A. a点场强大于b点场强,a点电势高于b点电势B. a点场强大于b点场强,a点电势低于b点电势C. a、b两点间的电势差等于c、d两点间的电势差D. a、b两点间的电势差小于c、d两点间的电势差6. 下图所示为匀强电场
4、中的一组等势面,每两个相邻等势面的距离是25cm,由此可确定电场强度的方向及大小为( )A. 竖直向下,E0.4N/C B.水平向右,E0.4N/CC.水平向左,E40N/C D.水平向右,E40V/m7. 如图所示,倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面间的夹角为 ,极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电量为q,从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,则( )A. 微粒到达B点时动能为B. 微粒的加速度大小等于C. 两极板的电势差D. 微粒从A点到B点的过程电势能减少8. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab间距离,bc间距离,其中ab沿电场方
5、向,bc和电场方向成60角。一个带电量的负电荷从a点移到b点克服电场力做功。求:(1)匀强电场的电场强度大小和方向;(2)电荷从b点移到c点,电势能的变化量;(3)a、c两点间的电势差。9. 如图,在匀强电场中,一电荷量为q5.01010C的正电荷,由a点移动到b点和由a点移动到c点,电场力做的功都是3. 0108J,已知a、b、c三点的连线组成直角三角形,ab20cm,37。(sin37=0.6;cos37=0.8)求:(1)a、b两点间的电势差Uab;(2)匀强电场的场强。1. B 解析:从A到B由动能定理可知,故,选项B正确;电场力做正功,电势能减小,故小球在B点的电势能一定小于在A点的
6、电势能,选项A错误;若电场是匀强电场,电场力恒定,到达B点时小球速度仍为v0,故小球做匀速直线运动,电场力与重力、支持力的合力为零,小球的重力沿斜面向下的分力mgsin一定,则当电场力沿斜面向上,大小为F=mgsin时,电场力最小,场强最小,又电场力F=Eq,则该电场场强的最小值一定是,故C错误;若该电场是由放置在C点的点电荷Q产生,若为45,则A、B两点的电势相等,电荷在A、B两点的电势能相等,故选项D错误;故选B。2. BD 解析:因为从0x1负电荷电势能减小,故电势升高,电场线由x1指向O点,同理在x1到x3区域电场线由x1指向x3,可知x1处电场强度为零,选项A错误;由于在x1到x3区
7、域电场线由x1指向x3,顺着电场线方向电势降低,所以有:123,故B正确;因电势能Ep随位移x变化的关系图线的斜率等于场强,可知在0x1段图象切线的斜率不断减小,场强减小,粒子所受的电场力减小,加速度减小,做非匀变速运动,x1x2段图象切线的斜率不断增大,场强增大,粒子所受的电场力增大,做非匀变速运动,x2x3段斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,是匀强电场,粒子所受的电场力不变,做匀变速直线运动,故C错误,D正确,故选BD。3. C 解析:根据题意可得AB=2cm,CD=4cm=2AB,匀强电场中,沿着相同的方向,每前进相同的距离,电势的变化相同,故:,代入数据可得:,电场力做功
8、与路径无关,只与初末位置有关,故电子从A点移到D点,电场力做的功为:,电场力做正功,故A错误,B错误;根据匀强电场的特点可知,沿电场线的方向电势降落最快,所以相等的电势差下,电场线方向在两点的连线上时电场强度最小,电场线的方向沿AB的方向时电场强度最小,最小为:,故C正确,D错误。4. C 解析:因O、P两点的电势差满足UOP25 sin(V),故可知场强方向沿y轴正方向,根据U=ER sin可知,ER=25,则,故选C。5. B 解析:根据点电荷电场的公式知:由于,所以,沿电场线方向电势降低,故,故A选项错误,B选项正确;根据,由于a、b间的电场强度大于c、d间的电场强度,故a、b两点间的电
9、势差大于c、d两点间的电势差,C、D选项均错。6. D 解析:电场线的方向与等势面垂直,并且由高等势面指向低等势面,故场强方向水平向右;场强大小为:,选项D正确。7. C 解析:微粒在运动过程中,受力如图所示由于微粒受力不在同一条直线上,因此不可能做匀速直线运动,到达B点的速度一定不是,因此A错误;将电场力分解到水平方向和竖直方向上,可知,因此加速度大小为,B错误;电容器内的电场强度,因此两板间的电势差为,C正确,从A向B运动的过程中,由于电场力做负功,电势能增加,D错误。8. 解:(1)负电荷从a点移到b点克服电场力做功,说明负电荷所受电场力的方向为由b指向a,负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反,故该匀强电场的方向为由a指向b(水平向右),由代入数值可得E=1.0103(v/m);(2)负电荷由b点移到c点,电场力做的功,电场力做负功,电荷的电势能增加,故电荷的电势能增加;(3)a、c两点间的电势差为(V)。9. 解:(1);(2)由于由a 点移动到b点和由a点移动到c点,电场力做的功相等,故Uab=Uac,即bc是等势面,电场线的方向为由a指向c,大小为。