2023版新教材高中物理第一章静电场微点8对U＝Ed等理解及应用课时作业教科版必修第三册

微点8　对U＝Ed及E＝的理解及应用

1．对公式U＝Ed的理解，下列说法正确的是(　　)

A．此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差

B．A、B两点间距离越大，这两点间的电势差越大

C．公式中的d是指A点和B点之间的距离

D．公式中的d是指A、B所在的两个等势面间的垂直距离

2．下列关于电场强度的三个表达式E＝、E＝k、E＝的叙述，正确的是(　　)

A．E＝是电场强度的定义式，它适用于任何电场，式中的q是场源电荷的电荷量

B．E＝k是真空中点电荷电场强度的计算式，式中的Q是场源电荷的电荷量

C．E＝是匀强电场电场强度的计算式，U越大，则电场强度越大

D．由E＝可知q越大，电场强度越小

3．(多选)电场强度E＝1.0×102 V/m的匀强电场中，有相距2.0×10－2  m的a、b两点，则a、b两点间的电势差可能为(　　)

A．1.0 V        B．2.0 V

C．3.0 V    D．4.0 V

4．(多选)如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是(　　)

A．水平向左    B．水平向右

C．E＝100 V/m    D．E＝200 V/m

5.

如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，ab＝0.2 m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差Uab＝20 V．则(　　)

A.电场强度的大小为E＝200 V/m

B．b点的电势比d点的低5 V

C．将电子从c点移到d点，电场力做正功

D．电子在a点的电势能小于在c点的电势能

6．某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示该电场的等势面，过a、b两点的等势面电势分别为40 V和10 V，则a、b连线的中点c处的电势应(　　)

A．等于25 V        B．大于25 V

C．小于25 V        D．可能等于25 V

7．(多选)如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有(　　)

A．φA>φB>φC    B．EC>EB>EA

C．UAB<UBC D．UAB＝UBC

8．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定(　　)

A．φa>φb>φc    B．Ea>Eb>Ec

C．φa－φb＝φb－φc    D．Ea＝Eb＝Ec

9.如图所示，一簇平行线为未知方向的匀强电场的电场线，沿与此平行线成60°角的方向，把1×10－6 C的负电荷从A点移到B点，静电力做功为2×10－5 J，A、B间距为20 cm，若B点为零势能处，求：

(1)匀强电场的电场强度；

(2)A点电势的大小；

(3)电子处于A点时，具有的电势能是多少电子伏．

10.

如图是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距5 cm，θ＝53°，一带电量为－4×10－6 C的微粒沿AB匀速运动，求：(取g＝10 m/s2)

(1)电场强度大小和方向；

(2)微粒的质量．

微点8　对U＝Ed及E＝的理解及应用

1．答案：D

解析：公式U＝Ed只适用于计算匀强电场中A、B两点间的电势差，A错误；公式U＝Ed中d是A点和B点所在的等势面间的垂直距离，不是A点和B点间的距离，A点和B点间的距离大，这两点间的电势差不一定大，B、C错误，D正确．

2．答案：B

解析：E＝是电场强度的定义式，它适用于任何电场，式中的q是试探电荷的电荷量，A错误．E＝k是真空中点电荷电场强度的计算式，式中的Q是场源电荷的电荷量，B正确．电场强度取决于电场本身的性质，与U、q均无关，C、D错误．

3．答案：AB

解析：当a、b两点在一条电场线上时，两点所在的两个等势面间的垂直距离d最大，由U＝Ed可知，此时a、b两点间的电势差U最大，U的最大值为2.0 V，A、B符合题意．

4．答案：AC

解析：沿电场线方向电势降低，可知场强方向水平向左，场强大小为E＝＝ V/m＝100 V/m，故A、C正确．

5．答案：A

解析：根据Uab＝E·ab cos 60°，可得电场强度的大小为E＝＝ V/m＝200 V/m，故A正确；根据沿电场线方向电势逐渐降低，可知b点的电势比d点的电势高，故B错误；将电子从c点移到d点，因电子所受的电场力与位移反向，可知电场力做负功，故C错误；因a点的电势低于c点电势，则电子在a点的电势能大于在c点的电势能，故D错误．

6．答案：C

解析：

因为电场线与等势面垂直，根据等势面的形状可知，电场线从左向右由密变疏，即从a到b，电场逐渐变弱，所以等差等势面也由密变疏．如图所示，因ac＝cb，则Uac>Ucb，所以c点的电势小于25 V，选项C正确．

7．答案：ABC

解析：电场线的方向是电势降低最快的方向，A正确；由题图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C附近密集，A附近稀疏，则C附近的电场强度大于A附近的电场强度，B正确；由公式U＝Ed知，UBC>UAB，C正确，D错误．

8．答案：A

解析：如图所示几种情形都是可能的，电势关系确定，场强关系不确定，A正确．

9．答案：(1)200 V/m　(2)－20 V　(3)20 eV

解析：(1)A、B间电势差UAB＝，代入数据解得UAB＝－20 V，则匀强电场的电场强度E＝，解得E＝200 V/m，方向沿电场线斜向下．

(2)已知B点电势φB＝0，由UAB＝φA－φB得A点电势为φA＝－20 V.

(3)电子处于A点时，具有的电势能Ep＝－eφA＝20 eV.

10．答案：(1)500 V/m　方向向下

(2)2×10－4 kg

解析：(1)设匀强电场的场强大小为E，则：

E＝＝＝ V/m＝500 V/m，根据沿电场线的方向电势降低，故电场的方向向下．

(2)因微粒匀速运动，则有mg＝qE，得：m＝＝ kg＝2×10－4 kg.