
勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
1.如圖所示,場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿電場(chǎng)線方向的A、B兩點(diǎn)間的距離為d,電勢(shì)差為U。將正電荷q從A移動(dòng)到B的過程中,電場(chǎng)力做功為W。則( )
A.W=qEB.W=EdC.U=qED.U=Ed
【答案】D
【詳解】AB.電場(chǎng)力做功
W=qEd
故AB錯(cuò)誤;
CD.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
U=Ed
故C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
2.如圖,在直角坐標(biāo)系xOy中有a、b、c、d四點(diǎn),c點(diǎn)坐標(biāo)為(-4cm,3cm)。現(xiàn)加上一方向平行于xOy平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),b、c、d三點(diǎn)電勢(shì)分別為9V、25V、16V,將一電荷量為-210-5C的點(diǎn)電荷從a點(diǎn)沿abcd移動(dòng)到d點(diǎn),下列說法正確的是( )
A.坐標(biāo)原點(diǎn)O的電勢(shì)為-4V
B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸正方向
C.該點(diǎn)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能為2×10-4J
D.該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做的功為4.8×10-4J
【答案】D
【詳解】A.由于是勻強(qiáng)電場(chǎng),故沿著同一個(gè)方向前進(jìn)相同距離電勢(shì)的降低相等,故
代入數(shù)據(jù)解得
故A錯(cuò)誤;
B.由A分析可知,點(diǎn)b和O點(diǎn)電勢(shì)不相等,故軸所在直線不是等勢(shì)線,因?yàn)殡妶?chǎng)線與等勢(shì)線垂直,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不沿x軸正方向;故B錯(cuò)誤;
C.因
dO=2Oa
則
解得
該點(diǎn)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能為
故C錯(cuò)誤;
D.該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)中做功為
故D正確。
故選D。
3.如圖甲所示,某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線恰好與x軸重合,A點(diǎn)的坐標(biāo)為。一質(zhì)子從坐標(biāo)原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),電勢(shì)能增加了50eV,x軸上各點(diǎn)電勢(shì)的變化規(guī)律如圖乙所示,則下列說法正確的是( )
A.x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都沿x軸正方向
B.質(zhì)子沿x軸從O點(diǎn)到A點(diǎn)加速度越來越大
C.質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為50eV
D.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為20V/m
【答案】D
【詳解】A.沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向電勢(shì)越來越低,所以x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都沿x軸負(fù)方向,故A正確;
B.電勢(shì)沿軸均勻變化,x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,由牛頓第二定律知質(zhì)子沿x軸從O點(diǎn)到A點(diǎn)加速度大小不變,故B錯(cuò)誤;
C.由質(zhì)子從坐標(biāo)原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)電勢(shì)能增加50eV,知
即
解得
則A點(diǎn)的電勢(shì)為
則質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為75eV,故C錯(cuò)誤;
D.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
故D正確。
故選D。
4.如圖邊長為L=1.0m的等邊三角形處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行。將電荷量的粒子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功為W=1.0J;若將該粒子從C點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),粒子電勢(shì)能減小2J。則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( )
A.200V/mB.100V/mC.D.
【答案】A
【詳解】粒子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功為1.0J,可知
正電荷自C到B電勢(shì)能減少,電場(chǎng)力做正功,所以
因此A和BC中點(diǎn)等勢(shì),電場(chǎng)線沿CB方向,電場(chǎng)強(qiáng)度
故選A。
5.如圖所示,邊長為4cm的菱形abcd位于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,菱形平面與電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行,∠abc為60°。已知點(diǎn)a、b、d的電勢(shì)分別為:φa=2V,φb=2V,φd=10V,則( )
A.c點(diǎn)電勢(shì)為φc=10V
B.bc邊中點(diǎn)電勢(shì)為0
C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向由a指向b
D.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為200V/m
【答案】D
【詳解】A.因
可得
φc=6V
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.bc邊中點(diǎn)f電勢(shì)為
選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.因af電勢(shì)相等,則af為等勢(shì)面,場(chǎng)強(qiáng)方向垂直af,方向由c指向b,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為
選項(xiàng)D正確。
故選D。
6.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。將電荷量的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),A、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上,若A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。
(1)求A、B兩點(diǎn)間距離d;
(2)求電荷所受電場(chǎng)力的大小F;
(3)若點(diǎn)電荷的電荷量,求該電荷在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的大小和方向。
【答案】(1)0.1m;(2);(3),方向水平向左
【詳解】(1)A、B兩點(diǎn)間距離為
(2)電荷所受電場(chǎng)力的大小
(3)負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的大小
方向水平向左
非勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
7.(如圖所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示等勢(shì)線,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為,則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)滿足( )
A.B.C.D.以上答案都不對(duì)
【答案】B
【詳解】電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面,所以將其題圖變?yōu)?br>若在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,根據(jù)公式
可知,bc間的電壓等于ca間電壓,由上述圖可知ca段電場(chǎng)線比bc段電場(chǎng)線密,所以ac段電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于bc段電場(chǎng)強(qiáng)度大小。所以有
即
整理有
故選B。
8.(多選)電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示。a、b、c是電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)且ab=bc,a、b、c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別用為Ea、Eb、Ec,a、b、c的點(diǎn)電勢(shì)分別為:φa、φb、φc。a、b之間的電勢(shì)差Uab,b、c之間的電勢(shì)差為Ubc。在下面的判斷中正確的是( )
A.φaφc
C.Uab>Ubc
D.Uab
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