2.3电势差与电场强度的关系 练习（word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第三册 2.3 电势差与电场强度的关系
一、单选题
1．匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、16V、22V，下列说法正确的是（　　）
A．O点的电势
B．电场强度的大小为，方向由a指向c
C．电子在a点的电势能比在b点的高
D．将一正电荷从a移至c电场力做功是将此电荷从a移至b电场力做功的一样多
2．物理学中每一个物理量都有着历史的印记，都有特定的描进内容和物理意义，下面关于一些物理量说法正确的是（　　）
A．加速度是描述运动快慢的物理量，是单位时间内物体空间位置随时间的变化
B．角速度是述物体做圆周运动快慢的物理量，是单位时间内物体转过的弧长
C．电场强度是描述电场力的性质的物理量，其大小等于单值电荷在电场中某点受到的电场力
D．电势是描述电场能的性质的物理量，其大小等于单位电荷在电场中两点移动时电场力做的功
3．把头发碎屑悬浮在蓖麻油里可模拟电场线形状。如图甲，中心接高压起电装置的一极；如图乙，两平行金属板分别接高压起电装置的两极。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中心接高压起电装置的正极时B点电场强度大于A点电场强度
B．图甲中心接高压起电装置的正极时A点电势高于B点电势
C．图乙C点电场强度与D点电场强度相等，两点电势也相等
D．图乙实验时保持金属板间电压不变，增大金属板间距，其间的头发碎屑变得更密集
4．如图所示，匀强电场中有M、N、P、Q四个点，它们分别位于矩形的四个顶点上，其中N、P两点电势相等。则下列说法中正确的是（　　）
A．电子由N点运动到P点，静电力做正功
B．电子由N点运动到P点，静电力做负功
C．电子由M点运动到N点，静电力做功为零
D．电子由M点运动到Q点，静电力做功为零
5．如图所示，边长为1m的立方体处在匀强电场中，已知立方体，A、B、C及四个顶点的电势分别为60V、50V、30V、20V，下列说法正确的是（　　）
A．点的电势为30V
B．电场强度的大小为30V/m
C．电场强度的方向为A点垂直指向连线
D．电子从A点出发沿边、边、边到达D点，电场力做功为-10eV
6．物理学中每一个物理量都有着历史的印记，都有特定的描进内容和物理意义，下面关于一些物理量说法正确的是（　　）
A．加速度是描述运动快慢的物理量，是单位时间内物体空间位置随时间的变化
B．角速度是述物体做圆周运动快慢的物理量，是单位时间内物体转过的弧长
C．电场强度是描述电场力的性质的物理量，其大小等于单值电荷在电场中某点受到的电场力
D．电势是描述电场能的性质的物理量，其大小等于单位电荷在电场中两点移动时电场力做的功
7．把头发碎屑悬浮在蓖麻油里可模拟电场线形状。如图甲，中心接高压起电装置的一极；如图乙，两平行金属板分别接高压起电装置的两极。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中心接高压起电装置的正极时B点电场强度大于A点电场强度
B．图甲中心接高压起电装置的正极时A点电势高于B点电势
C．图乙C点电场强度与D点电场强度相等，两点电势也相等
D．图乙实验时保持金属板间电压不变，增大金属板间距，其间的头发碎屑变得更密集
8．“电子伏特”是以下哪个物理量的单位（　　）
A．电压 B．能量 C．电荷量 D．电场强度
9．如图，a、b、c、d为一边长为L的正方形，空间存在平行abcd平面的匀强电场。把质子自a点移到b点，电场力做功W（W>0）；把质子自c点移到b点，克服电场力做功2W。已知a点电势为0，质子电荷量为e，则（　　）
A．d点电势为
B．d点电势为
C．电场强度大小为
D．电场强度大小为
10．如图所示，该图像为轴上各点的电场强度与各点位置坐标关系图像。取轴正方向为电场强度的正方向，无穷远电势为零。A、B、C三点均在轴上，坐标如图。由C点静止释放一个负点电荷，下列判断正确的是（　　）
A．该点电荷沿轴正方向运动 B．该点电荷在坐标原点的电势能最小
C．A、B两点间电势差为V D．轴上坐标原点电势最低
11．为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心、r为半径作圆，如图甲所示，从P点起沿圆周逆时针测量圆上各点的电势和转过的角度，可以用此数据绘制图，当半径r分别取、、时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在时达到最大值，最大值分别为、、，下列说法正确的是（　　）
A．曲线①对应的r取值为
B．坐标原点O的电场强度为0
C．电场强度的大小为
D．半径为的圆周上，电势为0的位置只有一处
12．如图所示，匀强电场平面内有一个直角三角形，其中，，。若在M点处沿该平面向不同方向射出动能为的电子，有两电子分别经过、两点时的动能分别为和。不考虑电子间的相互作用，则下列关于该匀强电场场强的大小及、点电势高低的比较正确的是：（　　）
A．； B．；
C．； D．；
13．A、B、C是真空中一静止的点电荷产生的电场中的三点，AB=BC，A、B两点电场强度的方向与它们的连线分别成ɑ=30°、=60°，如图所示，已知A点的场强大小为E0，以下说法正确的是（　　）
A．场源电荷带正电
B．电子在A点的电势能高于B点的电势能
C．B点的场强大小为3E0
D．电势差UAB>UAC
14．把头发碎屑悬浮在蓖麻油里可模拟电场线形状。如图甲，中心接高压起电装置的一极；如图乙，两平行金属板分别接高压起电装置的两极。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中心接高压起电装置的正极时B点电场强度大于A点电场强度
B．图甲中心接高压起电装置的正极时A点电势高于B点电势
C．图乙C点电场强度与D点电场强度相等，两点电势也相等
D．图乙实验时保持金属板间电压不变，增大金属板间距，其间的头发碎屑变得更密集
15．如图，圆形区域内存在平行于圆面的匀强电场，和是圆的两条互相垂直的直径。将一带正电的粒子从另一直径ab的a点移到m点，其电势能增加量为（），若将该粒子从m点移到b点，其电势能减少量也为，则电场强度的方向（　　）
A．平行直径ab方向 B．平行直径mn方向
C．垂直直径ab方向 D．垂直直径方向
二、填空题
16．如图所示，正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行。已知A、B、C三点的电势依次为φA=6.0V，φB=4.0V，φC=﹣2.0V。D点的电势φD=______V。
17．电势差
（1）定义：电场中两点之间____的差值，也叫作电压。UAB=____，UBA=____，UAB=-UBA。
（2）电势差是_____，有正负，电势差的正负表示电势的_____。UAB>0，表示A点电势比B点电势____。
（3）静电力做功与电势差的关系
WAB=_____或。
18．匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。完成下列填空：
（1）坐标原点处的电势为___________V；
（2）电子从b点运动到c点，电场力做功为___________eV；
（3）电子在a点的电势能比在b点的高___________eV；
（4）电场强度的大小为___________V/cm。
三、解答题
19．如图所示，在电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中，将一电荷量的正点电荷从电场中的A点移动到B点，静电力做的功。求：
（1）该点电荷在电场中A点所受静电力F的大小；
（2）A、B两点间的电势差。
20．在一正交直角坐标系的坐标原点O处有一带正电的点电荷，在x轴上0.1m处的点，放一试探电荷，其受力与电量的关系如图所示，y轴上有一点b，其场强为1N/C，求：
（1）b点的坐标；
（2）若a点的电势为0.9V，电子从点运动到b点克服电场力做功为0.6eV，则b点的电势。
21．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为，问D点的电势为多大？
22．如图所示，在电场强度为E=4.0×103N/C的匀强电场中有相距5.0cm的A、B两点，两点连线与电场强度方向成30°角，求A、B两点间的电势差。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．根据电场规律可得
代入数据解得
故A错误；
B．由于O点的电势为16V，所以Ob所在的面为等势面，根据几何知识可得，a到Ob的距离为m，则电场强度的大小为
方向由c指向a，故B错误；
C．由于a点的电势比在b点的电势低6V，所以电子在a点的电势能比在b点的高，故C正确；
D．将一正电荷从a移至c电场力做功为
将此电荷从a移至b电场力做功为
所以
故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
A．加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，是单位时间内物体速度随时间的变化，故A错误；
B．线速度是述物体做圆周运动快慢的物理量，是单位时间内物体转过的弧长，故B错误；
C．电场强度是描述电场力的性质的物理量，其大小等于单值电荷在电场中某点受到的电场力，故C正确；
D．电势差是描述电场能的性质的物理量，其大小等于单位电荷在电场中两点移动时电场力做的功，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
A．甲图模拟的是点电荷电场，其中A点距离点电荷较近，故其场强较大，与接正极还是负极无关，选项A错误；
B．图甲中心接高压起电装置的正极时，则中心可视为正点电荷，根据沿电场线电势降低可知A点电势高于B点电势，选项B正确；
C．乙图模拟的是匀强电场，其中C、D两点场强相等，但电势不相等，因为沿电场线方向电势降低，而C、D不在一条等势线上，选项C错误；
D．图乙实验时保持金属板间电压不变，增大金属板间距，根据公式有
故电场变小，其间的头发碎屑变得更稀疏，选项D错误。
故选B。
4．D
【解析】
【详解】
ABD．匀强电场中N、P两点电势相等，则N、P两点处在同一等势面上，M、Q两点处在同一等势面上，电势也相等，所以电子由N点运动到P点或由M点运动到Q点，静电力做功均为零，选项AB错误，D正确；
C．根据匀强电场等势面相平行可知M、N两点电势不相等，所以电子由M点运动到N点，静电力做功不为零，选项C错误。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
A．由匀强电场在任意一个选定方向上电势均匀变化，由B、C间电势降低20V，可得间电势也降低20V，即点电势为40V，故A错误；
BC．由匀强电场可知
将三者矢量求和得出实际电场强度
方向应垂直于图中蓝色阴影部分面积斜向右下方，故B正确，C错误；
D．A点的电势比D点高20V，所以电子从A到D电场力做功为20eV，故D错误。
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
A．加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，是单位时间内物体速度随时间的变化，故A错误；
B．线速度是述物体做圆周运动快慢的物理量，是单位时间内物体转过的弧长，故B错误；
C．电场强度是描述电场力的性质的物理量，其大小等于单值电荷在电场中某点受到的电场力，故C正确；
D．电势差是描述电场能的性质的物理量，其大小等于单位电荷在电场中两点移动时电场力做的功，故D错误。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．甲图模拟的是点电荷电场，其中A点距离点电荷较近，故其场强较大，与接正极还是负极无关，选项A错误；
B．图甲中心接高压起电装置的正极时，则中心可视为正点电荷，根据沿电场线电势降低可知A点电势高于B点电势，选项B正确；
C．乙图模拟的是匀强电场，其中C、D两点场强相等，但电势不相等，因为沿电场线方向电势降低，而C、D不在一条等势线上，选项C错误；
D．图乙实验时保持金属板间电压不变，增大金属板间距，根据公式有
故电场变小，其间的头发碎屑变得更稀疏，选项D错误。
故选B。
8．B
【解析】
【详解】
根据
可知电子伏特能量的单位，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．D
【解析】
【详解】
AB．电场力做功
代入数据，解得
在匀强电场中，沿电场线方向，位移相同的两个点之间的电势差相等，由于bc和ad平行等距离，所以
由于
V
所以
AB错误；
CD．如下图所示
质子从c到b电场力做功为，所以从d到a做功，从a到d做功，从a到ad中点e做功W，又从a到b做功W，因此eb为等势线，电场线为af方向，
电势差和电场强度的关系有
根据几何关系可知
联立解得
C错误，D正确。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
A．由电场强度与各点位置坐标关系图像可知，由C点静止释放一个负点电荷，该点电荷将围绕轴上O点来回运动，A错误；
B．该点电荷从C点到O点的过程中，电场力做正功，电势能减小，从O点再向右运动的过程中，电场力做负功，电势能增加，故在坐标原点的电势能最小，B正确；
C．根据公式，由E-x图像与坐标轴所围的面积表示电势差可得
C错误；
D．由于无穷远电势为零，由图像可知，轴上坐标原点电势最高，D错误；
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
A. 由题目所给信息可知，三条曲线均在时，电势最大，如图所示
可见半径越大，电势的最大值越大，图线①对应半径为，选项A错误；
BC. 由于沿电场方向电势降低，故电场方向由上图中的电势最大位置指向电势最小位置，由对称性可知，半径为对应的电势最小值为，故电场的电场强度为
选项C正确，B错误；
D. 由图像可知，半径为的圆周上，电势为0的位置有两处，选项D错误；
故选C。
12．A
【解析】
【分析】
匀强电场中，电势差与距离成正比；等势面为平面，且始终与电场线垂直。
【详解】
电子从运动到，由动能定理及电场力做功与电势差之间的关系，有
同理可得
因此
将四等分，如图所示，
由几何关系知，且
故可得
故在匀强电场的等势面上，因此NP与匀强电场的电场线重合，且场强方向沿N指向P，即。且
故选A。
13．C
【解析】
【详解】
A．由题意可知，电场由点电荷产生的，因此沿A、B两点电场强度的方向上延长线的交点O应为点电荷的位置，如图所示，由此可知场源电荷带负电，A错误；
B．电子受到排斥力，所以电子从A到B，电场力做负功，电子的电势能增大，因此电子在A点的电势能低于B点的电势能，B错误；
C．由解析图和几何关系可知，AB=BC=BO=CO，由正弦定理可得
解得
则有
设点电荷的电荷量是Ｑ，由题设条件可有
由点电荷的场强公式，可得B点的电场强度大小为
C正确；
D．由解析图可知，B点电势等于C点电势，所以UAB=UAC，D错误。
故选C。
14．B
【解析】
【详解】
A．甲图模拟的是点电荷电场，其中A点距离点电荷较近，故其场强较大，与接正极还是负极无关，选项A错误；
B．图甲中心接高压起电装置的正极时，则中心可视为正点电荷，根据沿电场线电势降低可知A点电势高于B点电势，选项B正确；
C．乙图模拟的是匀强电场，其中C、D两点场强相等，但电势不相等，因为沿电场线方向电势降低，而C、D不在一条等势线上，选项C错误；
D．图乙实验时保持金属板间电压不变，增大金属板间距，根据公式有
故电场变小，其间的头发碎屑变得更稀疏，选项D错误。
故选B。
15．C
【解析】
【详解】
由于带正电的粒子从另一直径ab的a点移到m点，其电势能增加量为，根据
可知，电场力做负功，若将该粒子从m点移到b点，其电势能减少量也为，根据
可知，电场力做正功，由于电势能变化量相同，则可知a点与b点电势相等，故直径ab是一条等势线，所以电场强度的方向垂直直径ab指向弧。
故选C。
16．0
【解析】
【详解】
[1]．匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等，故
φA-φD=φB-φC
解得
φD=0V
17． 电势 φA-φB φB-φA 标量 高低 高 qUAB
【解析】
略
18． 1 9 7 2.5
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]在匀强电场中，沿同一方向前进同样的距离，电势变化相同，由此知
解得，原点电势
（2）[2] 电子从b点运动到c点，电场力做功为
（3）[3] 电子在a点的电势能比在b点的高
（4）[4]设d点坐标为（0,2cm） ，则d点电势
设x轴上存在一点e，且e点电势为4V，则
解得
根据几何关系O点到线段de的垂直距离为
电场强度的大小为
19．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）根据
代入数据得
（2）根据
代入数据得
20．（1）0.3m；（2）0.3V
【解析】
【详解】
（1）根据图像可知，a点的场强为
根据点电荷场强公式
解得
rb=0.3m
即b点的坐标为0.3m；
（2）根据
解得
21．9V
【解析】
【分析】
【详解】
根据匀强电场的特点可知
可得
22．173V
【解析】
【详解】
根据电势差的定义可得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页