10.3电势差与电场强度的关系同步练习高中物理人教版（新课标）必修三（有解析 ）

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10.3电势差与电场强度的关系同步练习高中物理人教版（新课标）必修三
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1.
如图所示，倾角为的绝缘斜面固定在水平面
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)上，当质量为m、带电荷量为的滑块沿斜面下滑时，在此空间突然加上竖直方向的匀强电场，已知滑块受到的电场力小于滑块的重力．则下列说法正确的是【来源：21·世纪·教育·网】
A.
若滑块匀速下滑，加上竖直
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)向上的电场后，滑块将减速下滑
B.
若滑块匀速下滑，加上竖直向下的电场后，滑块仍匀速下滑
C.
若滑块匀减速下滑，加上竖直向上的电场后，滑块仍减速下滑，但加速度变大
D.
若滑块匀加速下滑，加上竖直向下的电场后，滑块仍以原加速度加速下滑
2.
如图所示，水平放置、间距为d的两平行金属
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)板A，B带有等量异种电荷，在离A、B板均为处有a、b两点。A板与a点间的电势差记为，B板与b点间的电势差记为，不计电场边缘效应，则21·世纪
教育网
A.
a、b两点的电场强度
B.
C.
板间距离增大到2d时，两板间的电势差增大到原来的两倍
D.
板间距离增大到2d时，板上所带电荷量增大到原来的两倍
3.
下列关于静电场中电场强度、电势能等的说法中，正确的是
A.
电荷在电场强度大的地
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)方，电势能一定大
B.
电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零
C.
负电荷从电势高处运动到电势低处，电势能增加
D.
只在静电力的作用下运动，电荷的电势能一定减少2-1-c-n-j-y
4.
下列关于静电场中电场强度、电势能等的说法中，正确的是
A.
电荷在电场强度大的地方，电势能
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)一定大
B.
电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零
C.
负电荷从电势高处运动到电势低处，电势能增加
D.
只在静电力的作用下运动，电荷的电势能一定减少21
cnjy
com
5.
某电场的等势线分布如图所示，对该电场下列说法正确的是
A.
A点的电场强度方向沿该
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)点的切线方向
B.
A点的电场强度大于C点的电场强度
C.
将电子从A点移到C点其电势能减少4eV
D.
将检验电荷q从A点移到B点外力一定做正功
6.
水平放置、间距为d的两平行金属板A、B带有
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)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
B.
a、b两点的电势关系
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，则电场强度
7.
匀强电场中a、b两点的相距为d，电场强度为E，把电荷量为q的正电荷由a点移到b点时，克服电场力做功为W，下列说法正确的是
A.
正电荷在a点电势能比在b
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)点大
B.
a点电势比b点电势低
C.
a、b两点的电势差的量值为
D.
a、b两点的电势差
8.
反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A，B，C为电场中的点，下列说法正确的是2·1·c·n·j·y
A.
头部带负电
B.
A点电场强度大于B点电场强度
C.
C点电势高于B点电势
D.
正离子从A向C运动，其电势能变小
9.
关于静电场，下列说法正确的是
A.
若某点的电场强度大，则该点的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电势一定高
B.
若某点的电势高，则检验电荷在该点的电势能一定大
C.
若某点的电场强度为零，则检验电荷在该点的电势能一定为零
D.
若某点的电势为零，则检验电荷在该点的电势能一定为零
10.
如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)布图箭头未标出，在M点处放置一个电荷量大小为q的负试探点电荷，受到的电场力大小为F，以下说法中正确的是
A.
由电场线分布图可知M点处的场
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)强比N点处场强大
B.
M点处的场强大小为，方向与所受电场力方向相同
C.
a、b为异种电荷，a的电荷量小于b的电荷量
D.
如果M点处的点电荷电量变为2q，该处场强将变为
二、填空题（本大题共4小题，共16.0分）
11.
在场强为E的匀强电场中，放一个电量为Q
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的点电荷，并以它为圆心在平行于电场线的平面内做一个圆．过圆心的电场线和圆交于A、B两点，A、B的垂直平分线交圆于C、D，如图所示．A点的电场强度是零．电荷带______电，圆的半径______，B点的合场强大小是______，C点的合场强大小是______．
12.
如图所示，质量为m、电量为q的带
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态，现施加一水平向右的匀强电场后，A向右摆动，摆动的最大角度为，则场强大小为______，若改变电场强度的大小后，小球A最终稳定在处，则场强大小为______．
13.
如图，在匀强电场中，A、B、C、D和
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)M在同一条直线上，，若A点和M点的电势分别为和，则______；若，则______．
14.
将一个电荷量为点电荷从电场中的N点移到M点，需克服电场力做功，N，M两点间的电势差为______若将该电荷从M移到N电场力做______功填正功或负功为______．
三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
15.
用一条长为的绝缘轻绳悬挂一个
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)带正电的小球，小球质量为，所带电量为C.现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为，如图所示，选取悬点O为电势零点，取，求小球平衡位置处A点的电势。
【出处：21教育名师】
四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
16.
地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)为m、带电量为q的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，此时小球到地面的高度为h，求：
匀强电场的场强；
若丝线突然断掉，小球落地时电势能改变了多少？21教育网
17.
如图所示，用一簇曲线表示一电场的电场线未标明方向，一带电量为的正点电荷，在电场中A点受到的电场力大小为把它从A点移到B点，电场力做功为J.求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
该电场中A点电场强度的大小；
该电场中A、B两点间的电势差．
五、综合题（本大题共1小题，共12.0分）
18.
如图所示，质量为m、电量为的物体沿水平
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)轨道ox运动，o端有一竖直墙，物体与墙碰撞不损失机械能。匀强电场E平行轨道，物体以初速从点向右运动，物体受轨道大小不变的摩擦力f作用，物体电量不变，物体最终会停在哪里？求物体停止运动前通过的总路程s。思考：电场力做功特点？摩擦力做功特点？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
若滑块匀速下滑，受力平衡，沿斜面方向列出力平衡方程加上竖直方向的匀强电场后，竖直方向加上电场力，再分析物体受力能否平衡，判断物体能否匀速运动．判断物体运动的状态，关键是分析受力情况，确定合力是否为零或合力与速度方向的关系．
【解答】
解：A、若滑块匀速下滑时，则有当加上竖直向上的电场后，在沿斜面方向，，受力仍保持平衡，则滑块仍匀速下滑故A错误；
B、若滑块匀速下滑，有加上竖直向下的电场后，在沿斜面方向，，受力仍保持平衡，则滑块仍匀速下滑故B正确；
C、若滑块匀减速下滑，根据牛顿第二定律，有：，解得；加上竖直向上的电场后，根据牛顿第二定律，有：，解得；故，即加速度减小，故C错误；
D、若滑块匀加速下滑，根据牛顿第二定律，有：，解得；加上竖直向下的电场后，根据牛顿第二定律，有：，解得；故，即加速度变大，故D错误；
故选B。??
2.【答案】C
【解析】
【分析】
解决本题的关键要知道电场线的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)物理意义，掌握电容的决定式、定义式和场强公式，并能用来分析电容器的动态变化问题。
两平行金属板A、B带有等量异种电荷，板间建立匀强电场，根据公式分析电势差；当板间距离增大时，板间场强是不变的，再由分析板间电势差的变化；根据电容的决定和定义式结合分析电量的变化。
【解答】
A.由于两平行金属板A、B建立的是匀强电场，场强处处相同，所以，故A错误；
B.设板间场强大小为E，根据顺着电场线方向电势降低可知，A的电势最高，B的电势最低，则，，所以与不同，故B错误；
C.根据、、得到板间场强，E与d无关，所以将A、B板间距离增大到2d时，两板间的场强E不变，由可知，板间的电势差为原来的2倍，故C正确；
D.将A、B板间距离增大到2d时，极板的带电量不变，故D错误。
故选C。??【来源：21cnj
y.co
m】
3.【答案】C
【解析】解：A、电势大小
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)与电场强度的大小没有关系，场强大的点电势不一定大，再根据，电势能大小也就无法判断。故A错误；
B、电势大小与电场强度的大小没有关系，电场强度为零的地方电势可以不为零，如等量同号电荷连线的中点。故B错误；
C、负电荷在电场中从电势高处运动到电势低处，运动方向与受力方向相反，电场力做负功，电势能增加。故C正确；
D、只在静电力的作用下，若电场力做正功，电荷的电势能减小；若电场力做负功时电势能增加。故D错误。
故选：C。
解答本题的关键是：要理解电场强度是描述电场力的性质，而电势能是描述电场能的性质，二者之间没有必然联系，同时要熟练掌握电场力做功与电势能的变化关系。
4.【答案】C
【解析】解：A、电势大小与电场强度的大
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)小没有关系，场强大的点电势不一定大，再根据，电势能大小也就无法判断。故A错误；
B、电势大小与电场强度的大小没有关系，电场强度为零的地方电势可以不为零，如等量同号电荷连线的中点。故B错误；
C、负电荷在电场中从电势高处运动到电势低处，运动方向与受力方向相反，电场力做负功，电势能增加。故C正确；
D、只在静电力的作用下，若电场力做正功，电荷的电势能减小；若电场力做负功时电势能增加。故D错误。
故选：C。
因为电势与电场强度的大小没有直接关系，所以不能根据场强的大小来判断电势能的大小；
根据电场力做功与电势能变化的关系，来判断电荷的电势能的变化情况。
解答本题的关键是：要理解电场强度是描述电场力的性质，而电势能是描述电场能的性质，二者之间没有必然联系，同时要熟练掌握电场力做功与电势能的变化关系。
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5.【答案】B
【解析】解：A、根据电场强度
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)方向与等势面垂直，知A点的电场强度方向与该点的切线方向垂直，故A错误。
B、由知，等差等势面密处电场强度大，所以A点的电场强度大于C点的电场强度，故B正确。
C、将电子从A点移到C点的过程中，电势降低，电子带负电，由知电子的电势能增加，且增加，故C错误。
D、将检验电荷q从A点移到B，若q带正电，电场力做正功，外力不一定做正功，故D错误。
故选：B。
电场强度方向与等势面垂直，由等差等势面的分布可分析场强的大小；将电子从A点移到C点，由分析电势能的变化，由电场力做功公式求电场力做功情况．
解决本题的关键是明确电场强度与等势面的关系、电势能与电势的关系，电场力做功与电势的关系．要注意电子带负电，电子在电势高处电势能小．
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6.【答案】C
【解析】
【分析】
根据电场线由电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)势高的等势面指向电势低的等势面判断a、b两点的电势高低；根据负电荷在电势低的地方电势能大进行分析；根据进行分析电场强度的大小。
本题的关键是要掌握电场中的一些基本规律，对于公式，要注意d是电场中的两点沿电场方向的距离。
【解答】
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：?，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，故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。
故选C。??
7.【答案】B
【解析】
【分析】
根据功能关系：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电荷克服电场力做功多少，其电势能就增加多少，判断电势能关系，由电势能公式分析电势关系；根据公式求解电势差。
电场这一章概念较多，也很抽象，要从物理量的定义出发，从定义式中各个量的含义、矢标性、条件、与其他概念的区别与联系等方面加深对概念的理解。
【解答】
A.正电荷从a点移到b点时，克服电场力做功为W，即电场力对电荷做负功，电势能增加，则电荷在a点电势能较b点小，故A错误；
B.由电势能公式电荷在电势低处电势能小，所以a点电势比b点电势低，故B正确；
C.a、b两点不一定沿着电场线方向，所以a、b两点电势差大小不一定为，故C错误；
D.电荷从a移动到b，电场力做功为，根据电势差的定义得：ab间的电势差：，故
D错误。
故选B。
??
8.【答案】B
【解析】
【分析】
根据电场线方向得到头部电荷符
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)号及电势高低关系，从而得到电势能变化；再根据电场线疏密程度得到场强大小关系。
求解电势、电势能时要注意参考点势能零点，然后根据两点间的电势差求解；由于势能零点的选取，电势能也可能为负值；且计算电势能时，要注意电荷符号一起代入计算。
【解答】
A、电场线从正电荷或无穷远处出发，终止与负电荷或无穷远处，故根据电场线由头部出发可知：头部带正电，故A错误；
B、电场线疏密程度代表电场强度，由图可知：A处电场线比B处密，故A处电场强度大于B处电场强度，故B正确；
C、沿着电场线电势降低，等势线与电场线垂直；故B点电势比C点电势高，故C错误；
D、沿着电场线电势降低，等势线与电场线垂直；故A点电势比C点电势低，那么，正离子从A向C运动，电场力做负功，故电势能增大，故D错误；
故选：B。??
9.【答案】D
【解析】解：A、电场强度与电势没有直接关系，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)若某点的电场强度大，则该点的电势不一定高，故A错误。
B、根据电势能公式可知，若某点的电势高，则正检验电荷在该点的电势能一定大，而负检验电荷在该点的电势能一定小，故B错误。
C、电势的零点可人为选取，电场强度为零的地方电势不一定为零，则电势能不一定为零。故C错误。
D、若某点的电势为零，根据电势能公式可知，检验电荷在该点的电势能一定为零，故D正确。
故选：D。
电场强度和电势都是描述电场本身性质的物理量，二者无直接关系；若某点的电势高，则正检验电荷在该点的电势能一定大，而负检验电荷在该点的电势能一定小；
电场强度为零的地方电势不一定为零，电势能不一定为零．结合电势能公式即可分析．
明确电场强度和电势都是描述电场的物理量，二者无直接关系；要知道电荷在某点的电势能是由该点的电势和电荷量共同决定．
10.【答案】C
【解析】
【分析】
根据电场线疏密，判断M和N
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的场强大小；根据电场线的分布情况可知ab为异种电荷，根据点电荷场强公式判断电荷量的大小；电场强度只由电场本身决定，与试探电荷无关。?
本题关键要熟悉电场线分布特点，知道电场线由正电荷出发，终止于负电荷，掌握电势能的公式，明确电场线方向与电势的关系。
【解答】
A.根据电场线的疏密程度知
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，M处电场线疏，可知M点的场强比N点场强小，故A错误；?
B.据场强的定义式知，M点的场强大小为，根据场强方向的规定知，该点的场强方向与负检验电荷所受电场力方向相反，故B错误；?
C.根据电场线由正电荷出发，终止于负电荷，可知为异种电荷；据点电荷的场强公式知，场源的电荷量越大，距离场源相同距离的位置场强越大，电场线越密，由图可知b的右侧电场线密，a的左侧电场线稀疏，所以a的电荷量小于b的电荷量，故C正确；
D.电场强度由电场本身决定，与检验电荷无关，所以M点处的点电荷电量变为2q，该处场强不变，故D错误。
故选C。
??
11.【答案】负??
2E?
【解析】解：根据题意可知，A点的电场强度为零
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，则点电荷产生的场强在A点的方向向左，大小等于E；点电荷的带负电；
由点电荷的电场强度的定义式；解得：；
因此ABCD四个点的场强实际上是匀强电场与点电荷的会聚状的电场的叠加，
对于B点两个电场在此处叠加，它们的场强大小相等，方向相同，故B的合电场强度大小为2E，
对于C点两个电场在此处叠加，它们的场强大小相等，方向相互垂直，故C的合电场强度大小为，
故答案为：负；；2E；
该题中ABCD四个点的场强实际上是匀强电场与点电荷的电场的叠加，要用矢量合成的方法来判断．根据A点的电场强度为零可知，点电荷的带电．从而即可解题．
该题考查常见电场与电场的叠加，只要对该部分的知识有牢固的记忆，就可以做出正确的判断．注意A点的电场强度为零时本题的突破口，从而能确定点电荷的电性
12.【答案】?
【解析】解：带电小球A，受到电场力向右摆动的最大角度为，末速度为零，
此过程中电场力F对小球做正功，重力G做负功，细线拉力T不做功，
根据动能定理，则有：，
解得：
那么场强大小为；
改变电场强度的大小后，平衡在处时，
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根据矢量的合成法则，结合三角知识，则有：；
那么场强大小为；
故答案为：；．
选取摆动最大角度，根据动能定理，结合拉力不做功，即可求解；
根据平衡条件，依据矢量的合成法则，结合三角知识，即可求解．
考查动能定理的应用，掌握三角知识的内容，理解平衡条件及矢量合成法则的运用．
13.【答案】；
【解析】解：在匀强电场中，由，沿电场线方向相同距离电势差相等，则得：
?C点的电势为：
?B点的电势为：．
根据上述结果可知：若，则．
故答案为：；
在匀强电场中，由可知，沿电场线方向相同距离电势差相等，可根据数学知识先求出C点的电势，再求解B点的电势．
解决本题关键掌握匀强电场中电势差公式，灵活运用数学知识求解电势．
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14.【答案】7?
正?
【解析】解：由题意可知，将电荷从
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)N移动到M点，电场力做负功，即，
根据公式；
当电荷从M移到N点时，电场力做正功．
根据电势差之间的关系有：．
故答案为：7，正，
根据两点之间的电势差：即可计算出电势差；N点移到M点，需克服电场力做功，该电荷从M移到N电场力做正功．
电势差是电场中的电势之差，电势可以任意取，但电势差却不变，就像高度与高度差一样．电势差可正可负，所以公式中做功要注意正与负，电荷量也要代入电性．
15.【答案】解：对小球受力分析，受重力、拉力和电场力，如图所示：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
由平衡条件可得：，
O点和A点之间的沿电场线方向的距离为，
由场强和电势差的关系得：，，
代入数据得：；
答：小球平衡位置处A点的电势为。
【解析】先对球受力分析，根据平衡条件得到电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)场强度；然后根据求解O点与球位置A间的电势差，最后求解A点的电势。
本题是力电综合问题，关键是根据平衡条件求解电场力，根据、求解电势差，基础题目。
16.【答案】解：力，电场力，丝线的拉力作用处于静止状态，对小球列出力学平衡方程有
解得
丝线断后小球将沿丝线方向作匀加速直线运动，小球落地时在电场力方向上发生的位移为
电场力所做的功为
联立解得
根据功能关系，由于电场力做正功，所以小球落地时电势能减小了
答：匀强电场的场强为；
若丝线突然断掉，小球落地时电势能减小了
【解析】根据平衡条件列方程
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)即可得到场强的大小；
丝线突然断掉后，小球要沿原来的丝线方向做匀加速直线运动，根据几何关系可以得到小球在水平方向的位移，进而得到电场力做的功，就等于电势能的变化量。
丝线断掉后，小球要沿丝线方向做匀加速直线运动，并不是做曲线运动，很多同学容易认为是做曲线运动，要注意因为小球受到的是恒力作用，且是从静止出发的。
17.【答案】解：由得
解得
由得
解得
答：点电场强度的大小；
、B两点间的电势差为。
【解析】根据电场强度的定义式，求解A点电场强度的大小，根据公式求解A、B两点间的电势差U。
本题考查物理基本公式的应用能力，对于公式应用时，一般各量要代入符号计算，而，一般不代入符号计算。
21
cnjy
com
18.【答案】解：由于摩擦力小于向左的电场
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)力，则物体最终停止在固定墙处；
对全过程运用动能定理得：
解得：
故在停止运动前所通过的总路程：
答：物体最终停止在固定墙处，它在停止前通过的总路程为。
【解析】物体最终停止在固定墙处，在整个运动
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的过程中，阻力一直做负功，电场力最终做正功，根据动能定理求出通过的总路程。
物块经过若干次碰撞做往复运动最后停止，只能通过动能定理求运动的总路程。
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精品试卷·第
2
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（共
2
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