2.3电势差与电场强度的关系课后练习（word版含答案）

2.3电势差与电场强度的关系
一、选择题（共15题）
1．一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池（　　）
A．工作时两极间的电压恒为1.5V
B．工作时有1.5J的化学能转变为电能
C．比电动势为1.2V的电池存储的电能多
D．将1C负电荷由正极输送到负极过程中，非静电力做了1.5J的功
2．在一条电场线上有A、B、C三点，把一个正电荷q=3×10-6C，从A点移到B点，电场力做功6×10-6J，从B点移到C点克服电场力做功7.5×10-6J，在A、B、C三点中，电势最高和最低的点分别是（　　）
A．B点和A点 B．A点和C点
C．B点和C点 D．C点和B点
3．如图所示A、B是一条电场线上的两个点，相距为d。设A点的电场强度为EA，则（　　）
A．A点电势一定等于B点电势
B．A点电势一定高于B点电势
C．A点电势一定低于B点电势
D．A、B两点间的电势差一定等于EAd
4．如图，△abc中bc=4cm，∠acb＝30°．匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V．下列说法中正确的是（ ）
A．电场强度的方向沿ac方向
B．电场强度的大小为2 V/cm
C．电子从a点移动到b点，电势能减少了4 eV
D．电子从c点移动到b点，电场力做功为4 eV
5．下列物理量中，与电场和检验电荷均有关的是（　　）
A．电势 B．电势差 C．电场力 D．电场强度
6．国际单位制的确立方便了物理公式的简化，使得一些物理量可以用其他物理量表示出来，则下列电场强度的单位表示正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，a、O、b为点电荷（图中未画出）产生的电场线上的三点，且ab为圆O的直径，一电子仅在电场力作用下由静止先从a点运动到O点，再从O点运动到b点，经历两个运动过程，电子运动的加速度越来越大，下列说法正确的是（　　）
A．点电荷位于a点左侧
B．点电荷一定带正电
C．两个运动过程，电场力做的功相等
D．两个运动过程，电子的电势能增大
8．在匀强电场中有一长方形区域ABCD，边长AB＝0.3m、BC＝0.4m，匀强电场方向与ABCD所在平面平行，A、B、C三点的电势A＝55V，B＝19V，C＝－45V，则匀强电场的电场强度大小和方向为
A．120V/m，沿AB方向
B．200V/m，沿AC方向
C．160V/m，沿AD方向
D．300V/m，沿BD方向
9．A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势φA=2V，φB=2V，φC=－4V，已知场强方向平行于△ABC所在平面，下列电场强度E的方向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，在匀强电场中有一直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点O、B、C处的电势分别为φO、φB、φC，已知φO=0V，φB =3V，φC =6V，OB=4cm，OC=6cm。则下列说法中正确的是（ ）
A．匀强电场中电场强度的大小为125V/m
B．匀强电场中电场强度的大小为200V/m
C．匀强电场中电场强度的方向斜向下与OC夹角为30°
D．一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电场力做功3eV
11．如图，匀强电场中A、B、C、D、E、F、G、H为立方体的8个顶点．已知电势，，，，则　　
A．将1C正电荷由A点经B点搬到G点，电场力做功1J
B．D点和E点电势相等
C．B点和D点电势相等
D．A、F点电势差和B、E点电势差相等
12．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，∠ABC=60°，AB长为5cm，电场线与三角形所在的平面平行，已知=5V、=10V、=15V，由此可以判断（　　）
A．场强的大小为200V/m
B．场强的方向由C指向B
C．AB两点的电势差UAB=5V
D．将一电子由B点移到C点，电势能减小10eV
13．在静电场中，将一个电子由a点移到b点，电场力做功10eV，下面判断中正确的是（　　）
A．电场强度的方向一定由a指向b
B．电场强度的方向一定由b指向a
C．电子的电势能减少了10eV
D．a、b两点电势差Uab=﹣10V
14．空间有一与纸面平行的匀强电场，纸面内的A、B、C三点位于以O点为圆心、半径为10cm的圆周上，并且∠AOC=90°，∠BOC=120°，如图所示．现把一个电荷量q=1×10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功－1×10－4J；从B移到C，电场力做功为3×10－4J，则该匀强电场的场强方向和大小是（ ）
A．场强大小为200V/m
B．场强大小为100V/m
C．场强方向垂直OA向右
D．场强方向垂直OC向下
15．细胞膜的厚度等于700nm（），当膜的内外层之间的电压达0. 4V时，即可让一价钠离子渗透。设细胞膜内的电场为匀强电场，已知一价钠离子的电荷量为C，则钠离子在渗透时（ ）
A．膜内电场强度为V/m
B．膜内电场强度为V/m
C．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于J
D．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于J
二、填空题
16．如图所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1.0×105V／m，A、B两板相距1cm，C点与A相距0.4cm，若B接地，则A、C间电势差UAC＝____,将带电量为1.0×10-12C的点电荷置于C点，其电势能为_____J．
17．如图，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为20cm的正六边形的六个顶点，已知电场方向与六边形所在平面平行，若A、B、C三点电势分别为2V、3V、4V，则
(1)F点的电势为___________V
(2)匀强电场的场强大小为___________V/m
18．在一个匀强电场中有M、N、P三点，它们的连线组成一个直角三角形，如图所示。MN = 4cm，MP = 5cm，当把电量为-2×10-9C的点电荷从M点移至N点时，电场力做功为8×10-9J，而从M点移至P点时，电场力做功也为8×10-9J。则电场的方向为_____，电场强度的大小为______V/m。
19．如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q=﹣6×10﹣6C的点电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10﹣5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10﹣5J的功．则：
(1)UAB=________V和UBC=_______V；
(2)如果规定B点的电势为零，则φA=______V点，φC=_______V
三、综合题
20．如图所示，a、b、c是匀强电场中的三点，已知a、b两点相距4cm，b、c相距10cm，ab与电场线平行，bc与电场线成角。将电荷量为C的点电荷从a点移到b点时，电场力做功为J。
求：
(1)a、c两点电势差；
(2)匀强电场的场强大小；
(3)将电荷从a点经b点移到c点的过程中，电场力做的功是多少。
21．在电场中，有一个带电量的试探电荷，它在该电场中的A点受到的电场力大小为，方向水平向左．若将它从A点移到B点，电荷克服电场力做的功，从B点移到C点，电场力对电荷做的功，求：
（1）A点的场强的大小和方向；
（2）如果A点电势为零，求B点电势；
（3）A．C两点的电势差并说明A．C两点哪点的电势较高？
22．如果把 的正电荷，从电场中的A点移至电场中的B点，需要克服电场力做功 ，从B点又移到电场中的C点电场力做功为，求：
（1）A、B间的电势差及A、C间的电势差；
（2）若以A点为零势能点，则电荷在B点的电势能为多少。
23．如图，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场其电场线平行该三角形平面，现将正点电荷10-8C从A点移到C点，静电力做功3×10-6J ，将另一负点电荷10-8C从A点移到B点，克服静电力做功3×10-6J；
（1）试画出电场线的方向，UAB、UAC、UBC各为多少？
（2）若AB边长为2cm ，求电场强度
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．接入电路后，两极电压为路端电压，若外电路正常工作，则路端电压小于电动势，故A错误；
B．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电路中每通过1C的电量，该电池才能将1.5J的化学能转变成电能，若电路中通过2C的电量，则电池将3J的化学能转变成电能，故B错误；
C．电动势表示电源是把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，电动势大储存的电能不一定多，故C错误；
D．一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，故D正确；
故选D。
2．D
【详解】
由
可知
由
可知
则可知
故选D。
3．B
【详解】
ABC．沿电场线电势逐渐降低，可知A点电势一定高于B点电势，选项B正确，AC错误；
D．一条电场线不能确定是否是匀强电场，则A、B两点间的电势差不一定等于EAd，选项D错误。
故选B。
4．B
【详解】
因ac为等势面，则场强方向垂直于ac指向b点，选项A错误；电场强度的大小为，选项B正确；a点电势高于b点，则电子从a点移动到b点，电势能增加，选项C错误；电子从c点移动到b点，电场力做功为[3V-(-1V)](-e)=-4 eV，选项D错误；故选B.
5．C
【详解】
A．电势与零电势的选取有关，与电场本身有关，但与电荷无关，故A错误；
B．电势差是两点之间的电势之差，与电荷无关，故B错误；
C．电场力
电场力与电场和检验电荷均有关，故C正确；
D．电场强度由电场本身决定的，与电荷及受力无关，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
由公式和可知电场强度的单位为或者。
AC．由可知，
故
=
AC错误；
D．由可知，，由可知，，故
D正确；
B．由可知，，故
B错误。
故选D。
7．B
【详解】
AB．电子由静止从a点向b点运动，电子加速度越来越大，明电场强度越来越大，故点电荷位于b点右侧，且点电荷带正电，A错误B正确；
C．O、b两点电势差大于a、O两点电势差，故电子从O点运动到b点电场力做功大，C错误；
D．电场力做正功，电子的电势能减小，D错误。
故选B。
8．B
【详解】
连接AC，过B点作，
由几何关系知，，据题知，，，所以与B等电势， 则为等势线；利用等势线与场强垂直确定场强方向可知匀强电场的电场强度方向沿AC方向，匀强电场的电场强度大小，故ACD错误，B正确；
故选B．
9．C
【详解】
由φA=2V，φB=2V，φC=－4V可知
根据沿电场线方向电势降低，可知电场指向C。
综上作图如下
故选C。
10．A
【详解】
ABC．如图
根据匀强电场的特点，OC中点D的电势为3V，则BD为一条等势线，电场方向如图，电场强度的方向斜向下与OC夹角
θ=37°
由几何关系得，O到BD的距离d＝2.4cm，在匀强电场中
故A正确，BC错误；
D．根据W=qU可知一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电场力做功为
W=-e×3V=-3eV
故D错误；
故选A。
11．B
【详解】
A、将1C正电荷由A点经B点搬到G点，电场力做功，故A错误.
B、在匀强电场中，由公式知，沿着任意方向前进相同距离，电势差必定相等．由于，且，则有，代入数据得.又由于且，则有，代入数据得，则，故B正确.
C、同理可得，，知B点和D点电势不等，故C错误.
D、A、F点电势差，B、E点电势差，可知故D错误.
故选B.
12．D
【详解】
BC．由题意，φA=5V、φD=10V、φC=15V，根据匀强电场中平行相等的线段上的端电压相等，有
即
则BC连线的点B的电势为
则φB=φA，BA为一条等势线，，根据电场线与等势线垂直，可知场强的方向沿着CA方向，故BC错误；
A．场强的大小为
故A错误；
D．根据电势能可知，电子由B点移到C点的电势能变化量为
即电势能减少10eV，故D正确；
故选D。
13．CD
【详解】
A．将一个电子由a点移到b点，电场力做正功，则电场强度方向不可能由a指向b，A错误；
BD．将一个电子由a点移到b点，电场力做功为
则a、b两点的电势差为
知
但是电场强度的方向不一定从b指向a．B错误，D正确；
C．电场力做了10eV的正功，则电子的电势能减小了10eV，C正确。
故选CD。
14．AC
【详解】
由题意有，则UAC=UAB+UBC=20V，若设，则，，延长AO与BC的连线交于BC的三等分点D,D点的电势应为20V，则AD为电势为20V的等势线，故场强方向垂直OA向右，大小为.
A. 场强大小为200V/m，与结论相符，选项A正确；
B. 场强大小为100V/m，与结论不相符，选项B错误；
C. 场强方向垂直OA向右，与结论相符，选项C正确；
D. 场强方向垂直OC向下，与结论不相符，选项D错误；
15．BC
【详解】
AB．由匀强电场中电势差与电场强度的关系：
A错误，B正确；
CD．电场力做的功：
C正确，D错误。
故选BC。
16． 400 V 6×10-10 J
【详解】
A与C间的电势差：UAC=EdAC=1.0×105×0.4×10-2V=400V，同理可得：UCB=600V，根据：UCB=φC-φB，φB=0，可得到：φC=UCB=600V，所以点电荷置于C点时的电势能：Ep=qφC=-1.0×10-12×600J=-6×10-10J．
17． 2
【详解】
如图
连接AC和BE，则AC⊥BE，由于A、B、C三点的电势分别为2、3V、4V，得
UCB=UBA
所以可以判定CA 是这个匀强电场的电场线的方向
由上面的判断可知，A与F是等势点，即F点的电势为2V
18． N指向M 100
【详解】
根据电场力做功
可知，M点N点间的电势差为
根据
得
从M到P点，则得M点P点间的电势差为
同理
由此可知N点P点电势相等，NP为等势面，根据电场线与等势线垂直，并且沿电场线方向是由高电势指向低电势，可知电场线由N指向M方向
电场强度的大小根据
19． 4 -2 4 2
【详解】
根据电势差的定义式求解电势差．由电势差与电势的关系：UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC 求电势．
解：（1）A、B两点间的电势差为：
B、C两点间的电势差为：
（2）因为UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC
又据题意φB=0
得：φA=4 V，φC=2 V
20．(1)225V；(2)2500V/m；(3)4.5×10-6J
【详解】
(1)(2)a、b两点间的电势差为
根据可得匀强电场的场强大小
a、c两点电势差为
(3)将电荷从a点经b点移到c点的过程中，电场力做的功
21．（1），向右；（2）；（3）见解析
【详解】
试题分析：（1）电场中A点的场强大小为，试探电荷是负电荷，场强方向与电场力相反，向右；
（2）根据公式，若，则：．
（3）从A点移到B点，电荷克服电场力做的功，从B点移到C点，电场力对电荷做的功，故：
A.C两点的电势差： 故C点的电势大于A点的电势．
22．（1）；；（2）
【详解】
（1）A、B间的电势差
B、C间的电势差
（2）若以A点为零势能点，电荷从电场中的A点移至电场中的B点，需要克服电场力做功，则电荷的电势能增加，则在B点的电势能为。
23．（1）UAB= UAC=300(V) UBC=0；（2）10000（v/m）
【详解】
（1）由正点电荷10-8C从A点移到C点，静电力做功3×10-6J，可得：
由负点电荷10-8C从A点移到B点，克服静电力做功3×10-6J，可得：
因为，所以BC两点的电势相等，即
由电场线与等势线的关系，可得电场线与BC垂直，方向向右向上，如图所示：
（2）A到BC的距离为：
所以电场强度为：
答案第1页，共2页