2020-2021学年高二物理：电场中基本公式的理解专题训练 5页

2020-2021 学年高二物理：电场中基本公式的理解专题训练 1.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ） A.根据真空中点电荷的电场强度公式 可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量有关 B.根据电势差的定义式 可知，带电荷量为 1 C 的正电荷，从 A 点移动到 B 点克服电场力做功为 1 J， 则 A、B 两点间的电势差为 UAB＝1 V C.根据电场强度的定义式 可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 D.根据电容的定义式 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 【答案】A 【解析】根据点电荷的场强公式 知：Q 是场源电荷，所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成 正比，与该点到场源电荷距离的平方成反比，故 A 正确，据电势差的定义式 知，带电量为 1 C 正 电荷，从 A 点移动到 B 点克服电场力做功为 1 J，即电场力做功为-1 J，则 A、B 点的电势差为-1 V，故 B 错 误，电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷 的电量成反比，故 C 错误.电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的 电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，故 D 错误.故选 A. 2.下列说法正确的是（ ） A.由 lR s 可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系 B.由 UR I 可知，电阻与电压、电流都有关系 C.由 FE q 可知，电场强度与放入其中试探电荷所受电场力成正比，与试探电荷所带电量成反比 D.电容器的电容 QC U ，电容大小与电容器带电量 Q 和电容器两板间的电压 U 有关 【答案】A 【解析】导体的电阻和导体的电阻率、长度以及横截面积有关，与导体两端的电压和通过导体的电流无关， A 正确，B 错误；公式 是比值法定义，电场强度只和电场本身的性质有关，与放入其中试探电荷所受 电场力和试探电荷电荷量无关，C 错误；电容器的电容 ，为比值法定义，电容的大小与电容器带电量 Q 和电容器两板间的电压 U 无关，D 错误. 3.在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献.他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法. 下列叙述不正确的是（ ） A.法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法 B.库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷 e 的数值 C.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法 D.电场强度的表达式 和电势差的表达式 都是利用比值法得到的定义式 【答案】B 【解析】法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这种形象化的研究方法，故 A 正确；库仑得出库仑定 律，但没有测出元电荷 e 的数值，e 的数值首先是由密立根测出的，故 B 错误；用点电荷来代替实际带电的 电荷是采用了理想化物理模型的方法，故 C 正确；场强表达式 和电势差 都是利用比值法得到的 定义式，故 D 正确. 4.一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为 ρ，棒内单位体积自由电子数为 n，电子的质量 为 m，电荷量为 e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为 v，则金 属棒内的电场强度大小为（ ） A. 2 2 mv eL B. 2mv Sn e C.ρnev D. ev SL  【答案】C 【解析】导体中的电流为 I=neSv 导体的电阻为 R= 导体两端的电压为 U=RI 场强为 E= 联立解得 E=ρnev 故选：C 5.下列公式中，F、q、E、U、r 和 d 分别表示静电力、电荷量、场强、电势差及距离，①F＝k ，②E＝ k ，③E＝ ，④U＝Ed，以下说法中正确的是（ ） A.它们都只对点电荷或点电荷的电场成立 B.①②③只对点电荷或点电荷电场成立，④对任何电场都成立 C.①②只对点电荷成立，③对任何电场都成立，④只对匀强电场成立 D.①②只对点电荷成立，③④对任何电场都成立 【答案】C 【解析】①F＝k ，是库仑定律的表达式，适合于真空中的点电荷之间的作用力；②E＝k ，适合于点电 荷产生的场强；③E＝ ，场强的定义式，适合于一切电场；④U＝Ed 仅适合于匀强电场. 6.下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（ ） A.根据电场强度 E＝ ，电场中某点的电场强度和试探电荷 q 的电量无关 B.根据电场强度 E＝ ，在 U 一定的情况下，两点之间的距离越大场强越小 C.根据电场力做功 W＝qU，一个电子在 1 V 电压下加速，电场力做功为－1 eV D.根据电动势 E＝ ，电源电动势在数值上等于静电力把 1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功 【答案】A 【解析】电场强度 E＝ ，是比值定义的物理量，电场中某点的电场强度和试探电荷 q 的电量无关，选项 A 正确；d 应为两点在场强方向上的距离，选项 B 错误；根据电场力做功 W＝qU，一个电子在 1 V 电压下加 速，电场力做功为 1 eV ，选项 C 错误；根据电动势 E＝ ，电源电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的正 电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，选项 D 错误. 7.对公式 E＝ 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 点和 b 点间距离越大，则这两点的电势差越大 C.匀强电场中 a、b 两点沿电场线的距离越大，则电场强度越小 D.公式中的 d 是匀强电场中 a、b 所在的两等势面之间的距离 【答案】D 【解析】此公式只适合匀强电场中 a、b 两点间电势差的计算，A 错误．a、b 两点间的电势差不仅取决于距 离的大小，还取决于电势降落的快慢程度，B 错误．匀强电场中的电场强度大小与 a、b 两点间的距离无关， 是恒定的．C 错误．公式中的 d 是匀强电场中 a、b 所在的两等势面之间的距离，D 正确． 8.以下说法正确的是（ ） A.由 可知此场中某点的电场强度 E 与 F 成正比 B.由公式 可知电场中某点的电势 φ 与 q 成反比 C.由 Uab=Ed 可知，匀强电场中的任意两点 a、b 间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 D.公式 C= 中，电容器的电容大小 C 与电容器两极板间电势差 U 无关 【答案】D 【解析】电场强度 是采用比值定义的，E 和 F 以及检验电荷 q 无关，E 是由电场本身决定的，故 A 错 误． 电场中某点的电势 φ 与检验电荷 q 无关，是由电场本身和零电势点决定的．故 B 错误． Uab=Ed 中的 d 是匀强电场中的任意两点 a、b 沿着电场线方向的距离，故 C 错误． 公式 C= 中，电容器的电容大小 C 与电容器两极板间电势差 U 无关，与两极板间距离 d，极板面积 S 以及 介电常数等有关，故 D 正确． 9.(多选）以下对“静电场”一章中几个公式的理解，正确的是( ） A.公式 E＝ 指出，电场强度与试探电荷所受到的力成正比，与其电荷量成反比 B.由 E＝ 可知，两个固定距离的带电金属板之间电势差 U 越大时板内电场强度 E 越大 C.在公式 F＝k 中，，k 是 q2 在 q1 所在位置产生的电场强度的大小 D.公式 WAB＝qUAB 中，电荷 q 沿不同路径从 A 点移动到 B 点，静电力做功不同 【答案】BC 【解析】公式 E＝ 是电场强度的定义式，电场强度由场源电荷本身决定，与 F、q 无关，A 错；两金属板 间的距离是定值，所以电势差 U 越大时板内电场强度 E 越大，B 对；由点电荷的场强公式，k 可看成是 q2 在 q1 所在位置产生的电场强度的大小，C 对；静电力做功与路径无关，所以电荷 q 沿不同路径从 A 点移 动到 B 点，静电力做功相同，D 错． 10.(多选）下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是( ） A.根据电场强度的定义式 E＝ 可知：电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比 B.根据库仑定律可知：电荷间的作用力与所带电荷量的乘积成正比，与电荷间的距离的二次方成反比 C.根据真空中点电荷电场强度公式 E＝ ，电场中某点电场强度和场源电荷的电量有关 D.根据电势差的定义式 UAB＝ ，将带电量为 1 C 的正电荷，从 A 点移动到 B 点克服电场力做功为 1 J， 则 A、B 点的电势差为－1 V 【答案】CD 【解析】电场强度为电场本身的性质与试探电荷的电荷量无关；故 A 错误；在真空中有两个点电荷间的作 用力遵守库仑定律，要强调点电荷，故 B 错误；根据点电荷的场强公式得 E＝ ，Q 为场源电荷的电量， 电场中某点电场强度和场源电荷的电量有关，故 C 正确；由电势差的定义可知，U＝ V＝－1 V；故 D 正确． 11.(多选）下列公式适用于任何电场的是( ） A．W＝qU B．U＝Ed C．E＝ D．E＝k 【答案】AC 【解析】公式 U＝Ed 只适用于匀强电场，E＝k 只适用于真空中的点电荷，故正确答案为 A、C. 12.(多选）下列关于匀强电场的结论正确的是( ） A.公式 E＝ 也适用于匀强电场 B.根据 U＝Ed 可知，任意两点的电势差与这两点的距离成正比 C.匀强电场的场强在数值上等于沿场强方向每单位长度上的电势差 D.匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向相同 【答案】AC