6 电势差与电场强度的关系
1.(2019·江苏徐州校级检测)在水深超过200 m的深海,光线极少,能见度极低,有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出的生物电获取食物、威胁敌害、保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度达到104 N/C,可击昏敌害.则身长50 cm的电鳗,在放电时产生的瞬间电压可达( C )
A.50 V B.500 V
C.5 000 V D.50 000 V
解析:U=Ed=104×0.5 V=5 000 V,故C正确.
2.(多选)细胞膜的厚度约为700 nm(1 nm=10-9 m),当膜的内外层之间的电压达0.4 V时,即可让一价钠离子渗透.设细胞膜内的电场为匀强电场,则钠离子在渗透时( AC )
A.膜内电场强度为5.71×105 V/m
B.膜内电场强度为1.04×106 V/m
C.每个钠离子沿电场方向透过膜时静电力做的功等于6.4×10-20 J
D.每个钠离子沿电场方向透过膜时静电力做的功等于1.28×10-19 J
解析:由公式E==V/m=5.71×105 V/m,所以A正确,B错误.由公式W=qU=1.6×10-19×0.4 J=6.4×10-20 J,C正确,D错误.
3.(2019·广东惠州校级月考)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( B )
A.竖直向下,E=100 V/m
B.水平向左,E=100 V/m
C.水平向左,E=200 V/m
D.水平向右,E=200 V/m
解析:根据电场强度的方向应与等势面垂直,且由较高的等势面指向较低的等势面,可知该电场强度的方向水平向左.由电场强度与电势差的关系得E==100 V/m,故B正确.
4.(2019·贵州遵义校级月考)如图所示,在电场强度E=2×103 V/m的匀强电场中有三点A,M和B,AM=4 cm,MB=3 cm,AB=5 cm,且AM边平行于电场线,把一电荷量q=2×10-9 C的正电荷从B移动到M点,再从M点移动到A点,静电力做功为( C )
A.1.6×10-7 J B.1.2×10-7 J
C.-1.6×10-7 J D.-1.2×10-7 J
解析:B,M在同一等势面上,电荷由B到M静电力不做功.由M到A克服静电力做功为W=qU=q·Ed=2×10-9×2×103×4×10-2 J=1.6×10-7 J,即静电力做功为-1.6×10-7 J,故C正确.
5.(2019·江西上饶校级月考)下列图中,a,b,c是匀强电场中的三个点,各点电势a=10 V,b=2 V,c=6 V,a,b,c三点在同一平面上,图中电场强度的方向表示正确的是( D )
解析:由题意可知直线ab的中点的电势为6 V,与c点等势,电场的方向由电势高处指向电势低处,选项D正确.
6.(2019·河北承德校级月考)匀强电场中的三点A,B,C是一个三角形的三个顶点,AB的长度为1 m,D为AB的中点,如图所示.已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A,B,C三点的电势分别为14 V,6 V和2 V.设电场强度大小为E,一电荷量为1×10-6 C的正电荷从D点移到C点静电力所做的功为W,则( A )
A.W=8×10-6 J E>8 V/m
B.W=6×10-6 J E>6 V/m
C.W=8×10-6 J E≤8 V/m
D.W=6×10-6 J E≤6 V/m
