第一章 6 电势差与电场强度的关系
基础夯实
一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)
1.(2016·福建漳州市长泰一中高二上学期期中)下列公式适用于任何电场的是( C )
A.W=qEd B.U=Ed
C.E= D.E=k
解析:公式W=qEd,用来计算匀强电场中电场力做功,所以只适用于匀强电场,故A错误。公式U=Ed是匀强电场中电势差与电场强度的关系公式,只适用于匀强电场,故B错误。公式E=是电场强度的定义式,运用比值法定义,适用于任何电场,故C正确。公式E=k是点电荷场强公式,只适用点电荷的电场,故D错误,故选C。
2.某匀强电场的等势面分布如图所示,已知相邻等势面的间距均为1cm,则以下说法中正确的是( D )
A.电场强度的方向竖直向下
B.电场强度的方向竖直向上
C.电场强度的大小为E=1V/m
D.电场强度的大小为E=100V/m
解析:根据电场线总是与等势面垂直,而且由高电势指向低电势,可知,电场强度方向水平向左。两个相邻等势面相距d=1cm,电势差U=1V,则电场强度E==100V/m,故选项D正确。
3.如图所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小E=100V/m,则O、P两点的电势差可表示为( A )
A.UOP=-10sinθ(V) B.UOP=10sinθ(V)
C.UOP=-10cosθ(V) D.UOP=10cosθ(V)
解析:由于电场强度方向向下,据题可知UOP<0,则UOP=-ERsinθ=-100×0.1sinθ(V)=-10sinθ(V),故正确答案为A。
4.(2016·河北保定市徐水一中高二上学期期中)如图中A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm。把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,克服电场力做功1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是( D )
A.865V/m,垂直AC向左
B.865V/m,垂直AC向右
C.1000V/m,垂直AB斜向上
D.1000V/m,垂直AB斜向下
解析:由题,q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零,则A与B电势相等, AB连线是一条等势线。
BC间电势差为:UBC==-V=-100V
则该匀强电场的场强大小:E=V/m=1000V/m,电场线方向垂直于AB向下。
如图。故选D。
5.在场强为E=1.0×102V/m的匀强电场中,有相距d=2.0×10-2m的a、b两点,则a、b两点间的电势差可能为( AB )
A.1.0V B.2.0V
C.3.0V D.4.0V
解析:由U=Ed可知当d最大时,U最大,代入数值可知U最大值为2.0V,当a、b位于同一等势面上时Uab=0知最小值为零,故A、B可能,C、D不可能。