第十章 第三节电势差与电场强度关系基础练习（Word版含答案）

电势差与电场强度关系基础练习
学校:___________姓名：___________班级：___________
一、单选题
1.
下列静电学公式中，F、q、E、U、r和d分别表示电场力、电荷量、场强、电势差及沿电场方向的距离，①，②，③，④，下列关于四个公式的说法正确的是(
)
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的电场成立，④对任何电场都成立
C.
①②只对点电荷或点电荷的电场成立，③对任何电场都成立，④只对匀强电场成立
D.
①②只对点电荷或点电荷的电场成立，③④对任何电场都成立
2.
如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是(
)
A.
1、2两点的场强相等
B.
1点的电势比3点电势低
C.
1、2两点的电势相等
D.
2、3两点的电势相等
3.
某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点。则下列判断正确的是(
)
A.
粒子带正电
B.
电场力对粒子做负功
C.
粒子在N点的加速度小
D.
粒子在N点的电势高
4.
如图所示，匀强电场场强E＝100
V/m，A，B两点相距L＝10
cm，A，B连线与电场线夹角为60°，则UBA的值为(
)
A.
－10
V
B.
10
V
C.
－5
V
D.
－53
V
5.
水平放置、间距为d的两平行金属板A、B带有等量异种电荷，如图所示，在极板间有a、b两点，取A板的电势为0，不计电场边缘效应，则下列说法正确的是(
)
A.
a、b两点的电势关系φa＞φb＞0
B.
a、b两点的电势关系φa＜φb＜0
C.
负电荷在b点的电势能比在a点的电势能要大
D.
若a、b两点的电势差为Uab，则电场强度
二、多选题
6.
如图所示，Q1、Q2为两个等量同种的正点电荷，在Q1、Q2产生的电场中有M、N和O三点，其中M和O在Q1、Q2的连线上，O为连线的中点，N为过O点的垂线上的一点，ON=d，则下列说法正确的是（　　）
A.
在M、N和O三点中O点电势最低
B.
在M、N和O三点中O点电场强度最小
C.
若ON间的电势差为U，ON间的距离为d，则N点的场强为
D.
若ON间的电势差为U，将一个带电量为q的正点电荷从N点移到O点，电场力做功为-qU
7.
如图所示，在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形，坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中
O(0，0)
点电势为6
V，A(1cm，cm)点电势为3
V，B(3cm，cm)点电势为零，则由此可判定(
)
A.
C点电势为3
V
B.
C点电势为零
C.
该匀强电场的电场强度大小为V/m
D.
该匀强电场的电场强度大小为100
V/m
8.
已知空间中某一静电场的方向沿x轴方向，其电势φ在x轴上的分布情况如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A.
x轴上x=2m处的场强方向沿x轴负方向
B.
x轴上x=5m处的电场强度最大
C.
负电荷由x=2m处沿x轴移动到x=5m处，电场力做负功
D.
负电荷由x=2m处沿x轴移动到x=6m处，加速度先减小后增大
三、计算题
9.
如图所示的匀强电场，电场强度E=2×104N/C。一电荷量q=+1×10-8C的点电荷从电场中的A点移动到B点，A、B之间的距离x=0.2m，A、B连线与电场线夹角为60°。求：
（1）点电荷所受电场力F的大小与方向；
（2）电场力对点电荷所做的功W与点电荷电势能的变化量△Ep；
（3）A、B之间的电势差UAB。
10.
如图所示，匀强电场中有一直角三角形ABC，∠ACB=90°，∠ABC=30°，BC=20cm，已知电场线的方向平行于ABC所在平面，将电荷量q=2.0×10-5C的正电荷从A移到B点电场力做功为零，从B移到C点电场力做功1.0×10-3J，试求：
（1）UBC；
（2）规定C点的电势为零，求B点的电势；
（3）匀强电场的场强大小。
答案和解析
1.【答案】C
公式①F=k是库仑定律，只适用于点电荷，公式②E=k是根据定义及库仑定律求出的公式得到的点电荷场强公式，只适用点电荷的电场，公式③E=是场强的定义式，适用于任何电场，公式④U=Ed为匀强电场中得出的场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，故C正确ABD错误。
2.【答案】D
A.电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与2比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大
C.顺着电场线，电势降低，所以1点的电势高于2点处的电势，故C错误；
D.由题目可得，2与3处于同一条等势线上，所以2与3两点的电势相等，故D正确。
B.1点的电势高于2点处的电势，2与3两点的电势相等，所以1点的电势比3点电势高，故B错误；??
3.【答案】A
解：A.电场线的方向斜向上，根据粒子的运动轨迹的弯曲方向可以知道，粒子受到的电场力方向也斜向上，所以该粒子带正电，故A正确；
B.电场力与粒子运动方向成锐角，对粒子做正功，故B错误；
C.电场线得疏密表示场强得大小，N点电场线密集，场强大，电场力大，加速度大，故C错误；
D.沿电场线方向电势越来越低，故N点得电势低，故D错误；
4.【答案】C
由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角θ=60°，?
BA两点沿电场方向的距离
d=Lcosθ，?
BA两点间的电势差UBA=Ed=ELcosθ=-100V/m×0.1m×cos60°=-5V，故
C正确。
5.【答案】C
AB.由A板带正电且其电势为零可知，电场中其他点的电势小于零，由于电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，则由图可知，a点所在等势面的电势高于b点所在等势面的电势，故有：φb＜φa＜0?，故AB错误；C.负电荷在电势越低的地方向电势能越大，所以负电荷在b点的电势能比在a点的电势能要大，C正确；
D.由图可知，a、b两点间的电势差小于A、B两板间的电势差，则可知，故D错误。
6.【答案】BD
解：A、将正的试探电荷从M点移到O点，电场力做正功，电势能降低，故电势降低；再将正的试探电荷从O点移到N点，电场力做正功，电势能降低，电势降低，故N点电势最低，故A错误；
B、在M、N和O三点中O点电场强度为零，故B正确；
C、公式U=Eq仅仅适用匀强电场，故C错误；
D、若ON间的电势差为U，将一个带电量为q的正点电荷从N点移到O点，要克服电场力做功为qU，即电场力做功为-qU，故D正确；
7.【答案】BC
AB.因为AB平行于CD，并且四边形ABCD为底角是60°的等腰梯形，其中坐标O（0，0），A（1，），B（3，），故有：UOC=2UAB，即6-φC=2（3-0），得φC=0V，故A错误，B正确；
CD.由A分析知，BC为0V等势线，过B作OC的垂线BD，垂足为D，再作DE垂直于BC，由几何关系得：LDE=，故电场强度为：E===×102?V/m=100V/m，故D错误，C正确。
8.【答案】AD
解：A、静电场的方向沿x轴方向，顺着电场线电势降低，则x轴上x=2m处的场强方向沿x轴负方向；
B、静电场的方向沿x轴方向，则φ-x图象的斜率表示电场强度，所以x轴上x=5m处的电场强度为零；
C、由x=2m到x=5m处，电势增加，负电荷电势能减少，电场力做正功；故C错误；
D、静电场的方向沿x轴方向，则φ-x图象的斜率表示电场强度，由x=2m处沿x轴移动到x=6m处，电场强度的大小先减小后增大，则负电荷所受电场力先减小后增大，加速度先减小后增大；故D正确。
9.【答案】解：
（1）根据F=qE可得电场力大小为：F=qE=1×10-8×2×104N=2×10-4N，方向向右。
（2）电场力对点电荷所做的功W为：W=qELAB?cos60°，代入数据得：W=2×10-5J，
由于W=-ΔEP，所以点电荷电势能的变化量△Ep为：；
（3）根据W=qUAB可得AB间的电势差：UAB==V=2×103V。
10.【答案】解：（1）
（2）由UBC=φB-φC得φB=UBC+φC=50V
（3）
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