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课时分层作业(七) 电势差与电场强度的关系
(时间:15分钟 分值:50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.沿电场线的方向,电势逐渐降低
B.A、B两点间的电势差与零电势点的选取有关
C.电势差是一个标量,但有正值和负值之分
D.电场中某点的电势和放入该点的电荷的电性、电荷量无关
ACD [沿电场线的方向电势逐渐降低,选项A正确;某点的电势和零电势点的选取有关,但两点间的电势差和零电势点的选取无关,选项B错误;电势差是标量,可正、可负,选项C正确;电场中某点的电势和检验电荷无关,由电场本身的性质决定,选项D正确.]
2.(多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解,说法正确的是( )
A.φA、φB都有正负,所以电势是矢量
B.UAB表示B点与A点之间的电势差,即UAB=φB-φA
C.UAB和UBA是不同的,它们有关系:UAB=-UBA
D.零电势点的规定虽然是任意的,但人们常常规定大地或无穷远处为零电势点
CD [电势、电势差都是标量,选项A错误;UAB表示A点与B点之间的电势差,UAB=-UBA,选项B错误,C正确;易知选项D正确.]
3.如图所示,a、b、c是匀强电场中的三个点,各点电势分别为φa=10 V,φb=2 V,φc=6 V,a、b、c三点在同一平面上,下列各图中电场强度的方向表示正确的是( )
A B C D
D [由于是匀强电场,所以a、b连线的中点与c点等电势,电场强度的方向垂直于等势面且由高电势指向低电势,所以选项D正确.]
4.一个带负电的质点,带电荷量为2.0×10-9 C,在静电场中由a点移动到b点.在这个过程中,除电场力外,其他外力做的功为6.0×10-5 J,质点的动能减少了8.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差Uab为( )
A.1×104 V B.-1×104 V
C.7×104 V D.-7×104 V
C [设电场力做功为W,由动能定理知W+6.0×10-5 J=-8.0×10-5 J,可求得W=-1.4×10-4 J,因此a、b两点间的电势差为Uab==7×104 V,故选项C正确.]
5.如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,φa=50 V,φc=20 V,则a、c连线中点b的电势φb为( )
A.等于35 V B.大于35 V
C.小于35 V D.等于15 V
C [从电场线疏密可以看出Ea>Eb>Ec,由公式Uab=Ed可以判断Uab>Ubc,所以φb<=35 V.]
6.如图所示,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行.已知a点的电势为20 V,b点的电势为24 V,d点的电势为4 V,由此可知c点的电势为( )
A.4 V B.8 V
C.12 V D.24 V
B [Uad=φa-φd=20 V-4 V=16 V,在匀强电场中,相互平行的等长线段两端点电势差相等,故Ubc=Uad,又Ubc=φb-φc,所以φc=φb-Uad=24 V-16 V=8 V,B正确.]
二、非选择题(14分)
7.如图所示为一组方向未知的匀强电场的电场线,将电荷量为q=-1×10-6 C的点电荷由A点沿水平线移至B点,克服静电力做了2×10-6 J的功,已知A、B间的距离为2 cm.
(1)试求A、B两点间的电势差UAB;
(2)若A点的电势为φA=1 V,试求B点的电势φB;
(3)试求该匀强电场E的大小并判断其方向.
[解析] (1)由题意可知,静电力做负功
WAB=-2×10-6 J
根据UAB=,解得UAB=2 V.
(2)由于UAB=φA-φB
所以φB=φA-UAB=-1 V.
(3)A、B两点在沿电场线方向上的投影距离
d=2×10-2×cos 60° m=1×10-2 m
故E==200 V/m,方向沿电场线斜向下.
[答案] (1)2 V (2)-1 V (3)200 V/m 方向沿电场线斜向下
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