电场强度和电势差的关系习题

电场强度和电势差的关系

1. 列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是( )

A. 任意两点之间的电势差,等于场强和这两点间距离的乘积

B. 在任何方向上,若两点间距离相等,则它们之间电势差就相等

C. 沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相等

D. 电势降落的方向必定是电场强度的方向

2. 对于点电荷电场,我们取无穷远处为零势点,无穷远处电场强度也为零。那么下面正确的有( )

A. 电势为零的点,场强也为零

B. 电势为零的点,场强不一定为零;但场强为零的点电势一定为零

C. 场强为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强不一定为零

D. 场强为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强一定为零

3. 如图所示,a、b是电场线上的两点,将一点电荷q从a移到b,电场力做功W,且知a、b间的距离为d,以下说法正确的是( )

A. a、b两点间的电势差为 B. a处的电场强度为E=

C. b处的电场强度为E= D. a点的电势为

4. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示,可以

判定( )

A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能

C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D. 电场中A点的电势低于B点的电势

5. 如图的方框中为一匀强电场,A,B,C三点为电场中的三点。电势分别为φA=24V,φB=12V,φC=-24V,试用作图法作出该电场的电场线。

6. 如图所示,两个等量异种电荷在真空中相隔一定的距离,竖直线代表两个点电荷连线的中垂线,在两个点电

荷所在的平面内取如图所示的1、2、3三个点,则这三个点间电势的关系是( )

A. φ1>φ2>φ3 B. φ2>φ3>φl C. φ2>φl>φ3 D. φ3>φ2>φ1

7. 在水深超过200m的深海,光线极少,能见度极低。有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发生生物电,

获取食物,威胁敌害,保护自己。若该电鳗的头尾相当两个电极,它在海水中产生的电场强度达104V/m,可

击昏敌害。电鳗身长50cm,则电鳗在放电时产生的瞬时电压为( )

A. 10V B. 500V C. 5000V D. 10000V

8. 如图中虚线表示等势面,相邻两等势面间电势差相等。有一带正电的粒子在电场中运动,实线表示该带正电

的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,粒子在a点的动能为20 eV,运动到b点时的动能为2 eV。若取c点为

零势点,则当粒子的电势能为-6 eV时,它的动能是( )

A. 16 eV B. 14 Ev

C. 6 eV D. 4 eV

9. 如图所示,虚线方框内为一匀强电场,A、B、C为该电场中的三个点。已知φA=12 V,φB=6 V,φc=-6 V。

试在该方框中作出该电场的示意图(即画出几条电场线),并要求保留作图时所用的辅助线。若将一个电子从A点移到B点,电场力做多少电子伏的功?

10. 两块平行金属板MN放在竖直平面内与水平面成α角放置,板长为L,充电后板间有匀强电场,一个质量为m带电量为q的液滴垂直于电场线方向射入电场,并沿直线通过电场如图所示,则电场强度的大小为 ,液滴离开电场时动能的增量为 。

11. 如图所示的匀强电场中有a、b、c三点,ab=5 cm,bc=12 cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方

-8-7向成60º角。一个电荷量为q=4×10C的正电荷从a移到b,电场力做功为Wl=1.2×10J。求:

(1)匀强电场的场强;

(2)电荷从b移到c,电场力做的功;

(3)a、c两点的电势差。

12.如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线,a、b两点的电势分别为φa= -50V,φb=-20V,则a、b连线的中点c的电势φc应为( )

A. φc=-35V B. φc>-35V

C. φc-35V D. 无法判断

13. 如图所示,P、Q两金属板间的电势差为50V,板间存在匀强电场,方向水平向左,板间的距离d=10cm,其中Q板接地,两板间的A点距P板4cm。求:

(1)P板及A点的电势。

(2)保持两板间的电势差不变,而将Q板向左平移5cm,则A点的电势将变为多少?

【试题答案】

1. D 2. C 3. A 4. B

5. 解析:在图示的匀强电场中沿AB方向和沿AC方向电势都是均匀降低的,因φA=24V,φc=-24V,则AC连线的中点O的电势必为零,而AO的中点O’的电势一定等于12V,即O’和B在同一等势面上,连接BO’即为该匀强电场中的一条等势线。根据电场线与等势面垂直可画出电场的电场线,如图所示。作图步骤如下:

6. A 7. C

8. B

解析:因该带正电的粒子从a点运动到b点动能减少了18eV,则运动至c等势面时的动能Ekc=20 eV-=8eV,带电粒子的总能量E=Ekc+Ec=8eV+0=8eV。当粒子的电势能为-6eV时,动能Ek=8eV-(-6)eV=14eV。

9. 解析:由于电场线与等势面垂直,而且在匀强电场中,电势相等的点的连线必在同一等势面上,所以与等势点连线垂直的线必是电场线。电势相等的点可根据匀强电场的特点,利用等分法来找。

因φB=6 V,φc=-6 V,由匀强电场的特点:U=E·d知,在BC连线的中点D处的电势必为零;同理,把AC线段等分成三份,在等分点D’处的电势也必为零.连结DD’即为该电场中的一条等势线.根据电场线与等势线垂直,可以画出电场中的电场线,如图中实线所示,由沿场强方向电势降低可确定出场强的方向。将一电子从A移到B,电场力做功为:

W=-eUAB=-e×(12-6)V=-6eV

10. E=;△Ek=-mgLsinα

解析:粒子受到重力mg和电场力qE的作用,因为粒子沿直线通过电场,即在场强方向上粒子对板无相对运动,则所受电场力方向应为,N→M,如图所示,若以粒子所受电场力方向为Y轴。以垂直于电场方向为x轴建立坐标系,对粒子所受重力沿x轴方向和Y轴方向进行分解,则在Y轴方向上有粒子受力平衡。

即有:qE=mgcosα,则:

E=

在x轴方向粒子做匀减速直线运动,由动能定理有:-mgsinα×L=ΔEk,所以粒子离开电场时动能增量为:-mgLsinα。

11.(1)60 V/m (2)1.44×10-7J (3)6.6

12.解析:由图可知,这是一个非匀强电场,且Eb

若此电场为匀强电场,则φc=-35V而此电场中Eb-35V。因而正确答案为B。

13.解析:板间场强方向水平向左,可见Q板是电势最高处。Q板接地,则电势φQ=0两板之间各点电势均为负值,利用公式E=

可以求出场强,再由的电势降低比ca间的电势降低慢。因此电场中电势为负值,容易错选C项。

电场强度和电势差的关系

1. 列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是( )

A. 任意两点之间的电势差,等于场强和这两点间距离的乘积

B. 在任何方向上,若两点间距离相等,则它们之间电势差就相等

C. 沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相等

D. 电势降落的方向必定是电场强度的方向

2. 对于点电荷电场,我们取无穷远处为零势点,无穷远处电场强度也为零。那么下面正确的有( )

A. 电势为零的点,场强也为零

B. 电势为零的点,场强不一定为零;但场强为零的点电势一定为零

C. 场强为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强不一定为零

D. 场强为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强一定为零

3. 如图所示,a、b是电场线上的两点,将一点电荷q从a移到b,电场力做功W,且知a、b间的距离为d,以下说法正确的是( )

A. a、b两点间的电势差为 B. a处的电场强度为E=

C. b处的电场强度为E= D. a点的电势为

4. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示,可以

判定( )

A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能

C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D. 电场中A点的电势低于B点的电势

5. 如图的方框中为一匀强电场,A,B,C三点为电场中的三点。电势分别为φA=24V,φB=12V,φC=-24V,试用作图法作出该电场的电场线。

6. 如图所示,两个等量异种电荷在真空中相隔一定的距离,竖直线代表两个点电荷连线的中垂线,在两个点电

荷所在的平面内取如图所示的1、2、3三个点,则这三个点间电势的关系是( )

A. φ1>φ2>φ3 B. φ2>φ3>φl C. φ2>φl>φ3 D. φ3>φ2>φ1

7. 在水深超过200m的深海,光线极少,能见度极低。有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发生生物电,

获取食物,威胁敌害,保护自己。若该电鳗的头尾相当两个电极,它在海水中产生的电场强度达104V/m,可

击昏敌害。电鳗身长50cm,则电鳗在放电时产生的瞬时电压为( )

A. 10V B. 500V C. 5000V D. 10000V

8. 如图中虚线表示等势面,相邻两等势面间电势差相等。有一带正电的粒子在电场中运动,实线表示该带正电

的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,粒子在a点的动能为20 eV,运动到b点时的动能为2 eV。若取c点为

零势点,则当粒子的电势能为-6 eV时,它的动能是( )

A. 16 eV B. 14 Ev

C. 6 eV D. 4 eV

9. 如图所示,虚线方框内为一匀强电场,A、B、C为该电场中的三个点。已知φA=12 V,φB=6 V,φc=-6 V。

试在该方框中作出该电场的示意图(即画出几条电场线),并要求保留作图时所用的辅助线。若将一个电子从A点移到B点,电场力做多少电子伏的功?

10. 两块平行金属板MN放在竖直平面内与水平面成α角放置,板长为L,充电后板间有匀强电场,一个质量为m带电量为q的液滴垂直于电场线方向射入电场,并沿直线通过电场如图所示,则电场强度的大小为 ,液滴离开电场时动能的增量为 。

11. 如图所示的匀强电场中有a、b、c三点,ab=5 cm,bc=12 cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方

-8-7向成60º角。一个电荷量为q=4×10C的正电荷从a移到b,电场力做功为Wl=1.2×10J。求:

(1)匀强电场的场强;

(2)电荷从b移到c,电场力做的功;

(3)a、c两点的电势差。

12.如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线,a、b两点的电势分别为φa= -50V,φb=-20V,则a、b连线的中点c的电势φc应为( )

A. φc=-35V B. φc>-35V

C. φc-35V D. 无法判断

13. 如图所示,P、Q两金属板间的电势差为50V,板间存在匀强电场,方向水平向左,板间的距离d=10cm,其中Q板接地,两板间的A点距P板4cm。求:

(1)P板及A点的电势。

(2)保持两板间的电势差不变,而将Q板向左平移5cm,则A点的电势将变为多少?

【试题答案】

1. D 2. C 3. A 4. B

5. 解析:在图示的匀强电场中沿AB方向和沿AC方向电势都是均匀降低的,因φA=24V,φc=-24V,则AC连线的中点O的电势必为零,而AO的中点O’的电势一定等于12V,即O’和B在同一等势面上,连接BO’即为该匀强电场中的一条等势线。根据电场线与等势面垂直可画出电场的电场线,如图所示。作图步骤如下:

6. A 7. C

8. B

解析:因该带正电的粒子从a点运动到b点动能减少了18eV,则运动至c等势面时的动能Ekc=20 eV-=8eV,带电粒子的总能量E=Ekc+Ec=8eV+0=8eV。当粒子的电势能为-6eV时,动能Ek=8eV-(-6)eV=14eV。

9. 解析:由于电场线与等势面垂直,而且在匀强电场中,电势相等的点的连线必在同一等势面上,所以与等势点连线垂直的线必是电场线。电势相等的点可根据匀强电场的特点,利用等分法来找。

因φB=6 V,φc=-6 V,由匀强电场的特点:U=E·d知,在BC连线的中点D处的电势必为零;同理,把AC线段等分成三份,在等分点D’处的电势也必为零.连结DD’即为该电场中的一条等势线.根据电场线与等势线垂直,可以画出电场中的电场线,如图中实线所示,由沿场强方向电势降低可确定出场强的方向。将一电子从A移到B,电场力做功为:

W=-eUAB=-e×(12-6)V=-6eV

10. E=;△Ek=-mgLsinα

解析:粒子受到重力mg和电场力qE的作用,因为粒子沿直线通过电场,即在场强方向上粒子对板无相对运动,则所受电场力方向应为,N→M,如图所示,若以粒子所受电场力方向为Y轴。以垂直于电场方向为x轴建立坐标系,对粒子所受重力沿x轴方向和Y轴方向进行分解,则在Y轴方向上有粒子受力平衡。

即有:qE=mgcosα,则:

E=

在x轴方向粒子做匀减速直线运动,由动能定理有:-mgsinα×L=ΔEk,所以粒子离开电场时动能增量为:-mgLsinα。

11.(1)60 V/m (2)1.44×10-7J (3)6.6

12.解析:由图可知,这是一个非匀强电场,且Eb

若此电场为匀强电场,则φc=-35V而此电场中Eb-35V。因而正确答案为B。

13.解析:板间场强方向水平向左,可见Q板是电势最高处。Q板接地,则电势φQ=0两板之间各点电势均为负值,利用公式E=

可以求出场强,再由的电势降低比ca间的电势降低慢。因此电场中电势为负值,容易错选C项。


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