2019人教版必修第三册第十章第3节电势差与电场强度的关系过关测试（word版含答案）

2019人教版必修第三册 第十章 第3节 电势差与电场强度的关系 过关测试
一、多选题
1．如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的关系如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用．则
A．电子将沿Ox方向运动 B．电子的电势能将一直增大
C．沿Ox方向电场强度一直增大 D．电子运动的加速度先减小后增大
2．如图所示的匀强电场中有M、N两点，距离为d，MN的连线与场强方向夹角为，带电为q的正电荷在N点所受的电场力为F，将这个正电荷由N移到M，克服电场力做功为W，M、N间电势差为U．则M点的电场强度为（　　）
A． B． C． D．
3．如图，为匀强电场中的四个点，它们正好是矩形的四个顶点，，，电场线与矩形平面平行，已知点电势为，点电势为，点电势为，一电荷量为的粒子从点以的速度射入电场，入射方向与成45°，一段时间后经过点，不计粒子重力，下列判断正确的是（　　）
A．点电势为
B．场强方向由指向
C．粒子带正电
D．粒子从运动到，克服电场力做功为
4．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知 （　　）
A．三个等势面中，c的电势最高
B．带电质点通过P点时电势能较大
C．带电质点通过P点时的加速度较大
D．带电质点通过P点时的动能较大
5．如图所示，匀强电场的方向平行于xOy平面，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，a、b、c三点的电势分别为4V、8V、10V。现使一电荷量为q=-2×10-5C、质量m=2×10-3kg的带电粒子从O点垂直ab斜向上运动恰好通过b点。已知该粒子仅受电场力作用，下列说法正确的是（　　）
A．坐标原点O的电势为8V
B．电场强度的大小为100V/m
C．该粒子从O点运动到b点过程中，电场力做功为4×10-5J
D．该粒子在O点速度大小为m/s
二、单选题
6．如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝10cm，ad＝bc＝20cm，电场线与矩形所在平面平行．已知a点电势为20V，b点电势为24V，则( )
A．电场强度大小一定为E＝40V/m
B．cd间电势差一定为4V
C．电场强度的方向一定由b指向a
D．c点电势可能比d点低
7．某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示点电荷的等势面，过a、c两点的等势面电势分别为40V和10V，则a、b连线的中点c处的电势应（　　）
A．等于25V B．大于25V
C．小于25V D．可能等于25V
8．有一匀强电场，电场线与坐标平面平行，以原点为圆心，半径的圆周上任意一点Р的电势，为O、P两点连线与x轴的夹角，如图所示。则该匀强电场的电场强度的大小和方向为（　　）
A．，沿x轴正方向 B．，沿y轴正方向
C．，沿x轴负方向 D．，沿y轴负方向
9．如图所示，M、N 是两块水平放置的平行金属板， R0为定值电阻， R1和 R2为可变电阻，开关S 闭合。质量为m的带正电的微粒从P 点以水平速度V0射入金属板间，沿曲线打在N 板上的O 点。若经过下列调整后，微粒仍从P点以水平速度V0射入，则（ ）
A．保持S 闭合，增大R2，粒子打在O 点右侧
B．保持S 闭合，增大R1，粒子打在O 点左侧
C．断开S，M 极板稍微上移，粒子打在O 点右侧
D．断开S，M 极板稍微下移，粒子打在O 点左侧
10．如图，边长为1cm的立方体abdc-fgih处于匀强电场中，d、c两点间电势差V，d、b两点间电势差V。若一电子从b到g电场力做功为零，则（　　）
A．b、g两点间的电势差为零
B．匀强电场的方向从d指向c
C．a、b两点间的电势差3V
D．匀强电场的电场强度E=300V/m
11．如图所示，Q是带负电的点电荷，和为其电场中的两点（离Q较近），若为两点的电场强度的大小，为两点的电势，则
A．
B．
C．
D．
12．关于静电场的电势、电势差和电场强度，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的方向不一定处处与等势面垂直
B．电势为零的地方，电场强度可以不为零
C．随着电势逐渐降低，电场强度的大小逐渐减小
D．U=Ed 适用于任意电场
13．如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2V，a点的坐标为（0，4），电势 为8V，b点的坐标为（3，0），电势为8V，则电场强度的大小为
A．250V/m B．200V/m
C．150V/m D．120V/m
14．如图所示，A、B、C为匀强电场中平面直角坐标系上的三点，三点到原点O的距离均为4cm，一带电荷量为的粒子（重力不计）从A点运动到O点，电场力做功为；从B点运动到C点，粒子的电势能减少。则匀强电场的电场强度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．200v/m
15．以下说法正确的是（ ）
A．在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大
B．由公式φ=EP/q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．由公式C=Q/U可知，电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
16．空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，则下列说法正确的是（　　）
A．该粒子带负电
B．空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的
C．该粒子从原点O运动到过程中电势能是减小
D．该粒子运动到处的速度大小是
三、解答题
17．科学实验表明，当空气中的电场强度达到3.0×106V/m时，空气将被击穿而发生放电现象，现有一片乌云，由于摩擦产生的与地面间的电压为1.2×109V.若云层到地面的距离较近时，中间的空气被击穿出现闪电，求：（1）若这片乌云带正电，把地面的电势定为零电势，则这片乌云的电势为多少？
（2）这片乌云距离地面的距离为多少时，就会产生闪电？
（3）带电乌云靠近地面建筑物时，可能发生放电现象而产生雷击，请你列举一种避免雷击的措施．
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．AD
【详解】
AB. 顺着电场方向，电势逐渐降低，故可知电场方向沿x轴负方向，因只受电场力，故电子沿x轴正方向运动，因电场力做正功，故电子电势能减小，故A正确B错误；
CD. 通过图象可知，电势的变化率先减小后增大，故电场强度先减小后增大，故受到的力先减小后增大，加速度先减小后增大，故C错误，D正确；
2．BC
【分析】
正电荷由N移到M，克服电场力做功为W，根据功的概念以及电场强度和电势差的关系求解.
【详解】
正电荷由N移到M，克服电场力做功为W，则WNM=W=-Uq，又 ，联立解得，故选BC.
3．AC
【详解】
A．匀强电场中，沿电场线方向每前进相同的距离，电势变化速度相同，因为ad=bc=2L可得
所以φc=16V，故A正确；
B．设ad连线中点为O点，连接Ob和Oc，如下图所示
可得其电势，故Oc为等势面，电场线与等势面垂直，而由几何知识易得Oc垂直Ob，则电场线方向由b指向O，故B错误；
C．由上可知，电场线方向由b指向O，粒子从b偏转到c，则受力方向斜向上，故粒子带正电，故C正确；
D．根据，粒子从b运动到c，电场力做功为
故D错误。
故选AC。
4．BC
【详解】
A．质点所受电场力指向轨迹内侧，由于质点带正电，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最低，a等势线的电势最高，故A错误；
BD．根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，则从P到Q过程中电势能减小，由能量守恒可知，从P到Q过程中动能增大，故B正确，D错误；
C．由等差等势面的疏密程度表示电场强弱可知，带电质点通过P点时的所受电场力更大，此时加速度更大，故C正确。
故选BC。
5．BC
【详解】
A．由于是匀强电场，所以沿同一方向前进相同距离，电势的降低相等
代入数据解得
故A错误；
B．因为是匀强电场，所以沿同一方向前进相同距离，电势的降低相等可知，ab中点e的电势为
连接Oe则为等势面，如图所示
由几何关系可知，ab垂直Oe，则ab为一条电场线，且方向由b指向a，电场强度为
故B正确；
C．该点电荷从O点移动到b点电场力做功为
故C正确；
D．从O→b做类平抛运动，有
解得
故D错误；
故选BC。
6．B
【详解】
根据题设条件可知，场强方向无法确定，知道了ab间电势差，但不能根据E=U/d求出场强的大小．故AC错误．根据匀强电场的电场线与等势线分布的特点可知，cd间电势差必等于ba间电势差，为4V，故B正确．cd间电势差为4V，则知c点电势比d点高4V．故D错误．故选B．
7．C
【详解】
因为电场线与等势面垂直，根据等势面的形状可知，电场线从左向右由密变疏，即从a到c，电场逐渐变弱，所以等差等势面也由密变疏。故40V和10V一半的电势10V的等势面应在b点的左边。所以b点的电势应小于25V。
故选C。
8．C
【详解】
由题意可知，当和时，圆周对应的两点电势相等，故y轴为电势180V的等势面，可知场强沿x轴方向，当和时，代入题中函数关系可得，圆周对应点的电势分别为
，
场强由电势高的一侧指向电势低的一侧，故场强方向沿x轴负方向，大小为
故选C。
9．B
【解析】保持开关S闭合，增大R2，不会影响电阻R0两端的电压，故粒子打在O点，故A错误；保持开关S闭合，根据串并联电压关系可知，R0两端的电压为： ，增大R1，U将减小，电容器两端的电压减小，故粒子受重力和电场力方向相反，根据牛顿第二定律可得加速度为： ，可知加速度增大，当粒子打在下板时有： ，可知粒子的运动时间变小，在水平方向飞行的距离为，可知粒子打在O点左侧，故B正确；断开开关，平行板间的电场强度为： ，电场强度不变，故加速度不变，M极板稍微上移，不会影响离子的运动，故还打在O点，故CD错误。所以B正确，ACD错误。
10．A
【详解】
A．由于电子从b到g电场力做功为零，因此b、g两点间的电势差一定为零，A正确；
B．由题可知，c、b、g处于同一个势面上，因此这三点确定的平面为等势面，电场线与等势面垂直，因此电场强度的方向为从d到a，B错误；
C．d、b两点间电势差V，c、b、g三点确定的平面为等势面，根据对称性，a、b两点间的电势差V，C错误；
D．根据
匀强电场的电场强度
D错误。
故选A。
11．B
【详解】
试题分析：Q是带负电的点电荷，则电场线方向由，顺着电场线方向，电势降低，则．
由点电荷的场强公式可知，离Q比远，则，B正确
考点：考查了点电荷电场分布规律
【名师点睛】本题考查对电势高低和场强大小的判断能力，要根据电场线的方向判断电势高低，由电场线的疏密判断场强的大小．
12．B
【详解】
A．电场强度的方向与电场线方向相同，电场线垂直等势面，则场强方向一定处处与等势面垂直，选项A错误；
B．电势为零的地方，电场强度可以不为零，例如等量异号电荷连线的中点，选项B正确；
C．随着电势逐渐降低，电场强度的大小不一定逐渐减小，例如在匀强电场中沿着电场线方向，选项C错误
D．U=Ed 只适用于匀强电场，选项D错误。
故选B。
13．A
【详解】
试题分析：由题意可得a、b两点的电势相等，所以匀强电场的方向垂直于ab，过o点做ab的垂线相交ab于c点，由几何关系得：，得∠b=53°；oc=ob sin∠b=0．03×sin53°=2．4×10-2m
co间的电势差为：U=8V-2V=6V；则电场强度为：，故A正确．
考点：电势及电势差
14．B
【详解】
从点运动到点，电场力做功为，根据
解得
从点运动到C点，粒子的电势能减少，电场力做功为，解得
则AB电势相等，O点到AB的垂直距离为
则场强为
故选B。
15．D
【解析】A、正电荷在电势高的地方电势能越大，而负电荷在电势高的地方电势能反而越小，故A错误；
B、公式是一比值定义式，所以电场中某点的电势φ与q成反比这一说法是错误的，故B错误；
C、由Uab=Ed可以知道,匀强电场中的两点a、b沿电场线方向的距离越大,则两点间的电势差一定越大,故C错误.
D、公式C=Q/U是一比值定义式，所以电容大小C与电容器两极板间电势差U无关，故D正确；
综上所述本题答案是：D
16．C
【详解】
A．沿电场线方向电势降低，由图可知电场方向沿x正方向．带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，受力方向与电场方向一致， 带电粒子带正电，A错误；
B．沿x正方向电势均匀降低，电场为匀强电场，B错误；
C．沿x轴正方向运动，电场力做正功，电势能减小，C正确；
D．根据动能定理
D错误。
故选C。
17．(1)1.2×1019；(2) 400m；(3)建筑物上安装避雷针、雷雨天气不在大树下避雨等．
【详解】
(1)根据题意乌云与地面之间的电压为 , 地面为零电势 , 所以这片乌云的电势为
(2)由 得：
(3) 避免雷击的措施例如：建筑物上安装避雷针、雷雨天气不在大树下避雨等．
综上所述本题答案是：(1)1.2×1019；(2) 400m；(3)建筑物上安装避雷针、雷雨天气不在大树下避雨等；
答案第1页，共2页
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