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1、电势差与电场强度的关系(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.关于电场强度的三个公式:E=;E=k;E=的适用范围,下列说法中正确的是()A.三个公式都只能在真空中适用B.公式只能在真空中适用,公式和在真空中和介质中的任何电场中都适用C.公式和只能在真空中适用,公式在真空中和介质中都适用D.公式适用于任何电场,公式只适用于真空中点电荷形成的电场,公式只适用于匀强电场【解析】选D。公式为电场强度大小的定义式,适用于任何电场;公式为库仑定律与公式的导出式,故适用于真空中点电荷的电场;公式为匀强电场中电场强度的决定式,只适用于匀强电场。2.如图所示,真空中A点固定一点电
2、荷,B、C是该点电荷电场中的两点,下列关于这两点的场强E的大小和电势的高低关系的判断正确的是()A.EBECB.EBCD.BEC,选项A正确,B错误;如果点电荷为正电荷,根据沿电场线方向电势降低可知,BC,同理,如果点电荷为负电荷,则B10 VC.CUCB,所以A-CC-B,可得C,即C23C.三对金属板板间距离关系为d1d2E2E3【解析】选A、C、D。由甲、乙两图可知电势从正极板开始随距离的增大均匀减小,最后到负极板,电势为零,开始时正极板电势相同,两板间电势差相同,A正确,B错误;由甲图还可知板间距离d1d2E2E3,D正确。12.(19分)如图所示,A、B两平行金属板间的匀强电场的电场
3、强度E=2105 V/m,方向如图所示。电场中a、b两点相距10 cm,ab连线与电场线成60角,a点距A板2 cm,b点距B板3 cm,求:(1)电势差UAa、Uab和UAB。(2)用外力F把电荷量为110-7 C的正电荷由b点匀速移动到a点,那么外力F做的功是多少?【解析】(1)UAa=EdAa=21050.02 V=4103 V。Uab=Edab=21050.1cos60 V=1104 V。UAB=EdAB=2105(0.02+0.1cos60+0.03) V=2104 V。(2)根据动能定理得WF+W电=0,所以WF=-W电=-qUba=qUab=110-71104 J=110-3 J
4、。答案:(1)4103 V1104 V2104 V(2)110-3 J【补偿训练】如图所示,平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场,电场强度E=1.2102 V/m,极板间距离d=5 cm,电场中C点到A板与D点到B板的距离均为0.5 cm,B板接地,求:(1)C、D两点的电势和两点间的电势差;(2)将点电荷q=210-2 C从C点匀速移到D点时除电场力外的其他力做的功。【解析】(1)因正极板接地,故板间各点电势均小于零,由U=Ed得UBD=EdBD=1.21020.510-2 V=0.6 V,即D=-0.6 V。由于dCB=5 cm-0.5 cm=4.5 cm=4.510-2 m,所以UCB=-EdCB=-1.21024.510-2 V=-5.4 V=C。所以UCD=C-D=-5.4 V-(-0.6 V)=-4.8 V。(2)因为点电荷匀速移动,除电场力外的其他力所做的功等于克服电场力所做的功W外=|qUCD|=210-24.8 J=9.610-2 J。答案:(1)-5.4 V-0.6 V-4.8 V(2)9.610-2 J- 9 -