第十章第3节电势差与电势强度的关系强化训练-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十章第3节电势差与电势强度的关系强化训练
第I卷（选择题）
一、单选题
1．．关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是
A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
B．电势降落的方向一定是场强方向
C．沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等
D．不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等
2．有关电场强度的理解，下述说法错误的是（
）
A．由可知，是电场强度的定义式，适用于任何电场
B．由可知，当时，
C．由，在匀强电场中，只要两点间距离相等，则它们之间的电势差就相等
D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在检验电荷无关
3．在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极低。有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己。若该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104V/m，可击昏敌害。身长50cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达
A．10V
B．500V
C．5000V
D．10000V
4．如图所示，在匀强电场中有a、b、c、d四点，它们处于同一圆周上，且ac、bd分别是圆的直径．已知a、b、c三点的电势分别为φa=9V，φb=15V，φc=18V，则d点的电势为（　　）
A．4V
B．8V
C．12V
D．16V
5．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，A、C、D三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，正六边形所在平面与电场线平行.则B点的电势为
A．1.0V
B．1.5V
C．2.0V
D．3.0V
6．如图所示，虚线为电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等．一个带正电的点电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能，则下列说法正确的是（
）
A．A点的电势比B点的高
B．无法比较A．B两点的电势高低
C．A点的电场强度比B点的大
D．无法比较A．B两点的场强大小
7．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是（　　）
A．q1、q2为等量异种电荷
B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向
C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大
D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小
8．如图所示，为匀强电场中的三点，已知。把一个电荷量的正电荷从移到，静电力做功为零；从移到，静电力做功为，则该匀强电场的电场强度大小和方向是（　　）
A．，垂直向左
B．，垂直向右
C．，垂直斜向上
D．，垂直斜向下
9．如图所示匀强电场的区域内，在点处放置一点电荷。、、、、、为以为球心的球面上的点，平面与电场方向平行，平面与电场方向垂直，则下列说法中正确的是（　　）
A．、两点的电场强度相同
B．点的电势等于点的电势
C．点电荷在球面上任意两点之间移动时，静电力一定做功
D．将点电荷在球面上任意两点之间移动，从点移动到点电势能的变化量一定最大
10．一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　）。
A．A点的电场强度一定小于B点的电场强度
B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能
C．CD间各点电场强度和电势都为零
D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差
11．某空间存在一条沿x轴方向的电场线，电场强度E随x变化的规律如图所示，图线关于坐标原点对称，A、B是x轴上关于原点O对称的两点，C点是OB的中点则下列说法正确的是（
）
A．电势差
B．电势差
C．取无穷远处电势为零，则O点处电势也为零
D．电子从A点由静止释放后的运动轨迹在一条直线上
12．如图所示,高为h的光滑绝缘曲面处于匀强电场中,匀强电场的方向平行于竖直平面,一带电荷量为+q,质量为m的小球,以初速度v0从曲面底端的A点开始沿曲面表面上滑,到达曲面顶端B点的速度大小仍为v0,则(
)
A．电场力对小球做功为mv02
B．A、B两点的电势差为
C．电场强度的最小值为
D．小球在B点的电势能大于在A点的电势能
13．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＝L，ad＝bc＝2L，电场线与矩形所在的平面平行．已知a点电势为20
V，b点电势为24
V，d点电势为12
V．一个质子从b点以速度v0射入此电场，入射方向与bc成45°角，一段时间后经过c点．不计质子的重力．下列判断正确的是(　　)
A．c点电势高于a点电势
B．场强的方向由b指向d
C．质子从b运动到c，电场力做功为8
eV
D．质子从b运动到c，电场力做功为4
eV
14．如图所示，a、b、c、d、O五点均在匀强电场中，它们刚好是一个半径为R＝0.2
m的圆的四个等分点和圆心O，b、c、d三点的电势如图所示．已知电场线与圆所在平面平行，关于电场强度的大小和方向，下列说法正确的是(　　)
A．电场强度的方向由O指向b点
B．电场强度的方向由O指向d点
C．电场强度的大小为10
V/m
D．电场强度的大小为10V/m
第II卷（非选择题）
二、解答题
15．如图所示是一非匀强电场某一电场线上有三点，且，比较和的大小。
16．如图，在匀强电场中，将电荷量为-6×10-6
C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了-2.4×10-5
J
的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5
J的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行：
（1）A、B两点间的电势差UAB和
B、C两点间的电势差UBC分别为多少？
（2）如果规定B点的电势为
0，则A点和C点的电势分别为多少？
（3）请在图中画出过B点的电场线方向，并说明理由。
17．如图所示，MN板间存在匀强电场，场强E=300N/C，方向竖直向上．电场上A、B两点相距20cm，AB连线与电场方向夹角θ=60°，A点和M板相距6cm．求：
（1）求AB两点间的电势差大小；
（2）若M板接地（电势为0），A点电势φA；
（3）将q=-6×10-8C点电荷从A移到B，电场力做的功．
18．如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将带电荷量为q=﹣1.0×10-6C的点电荷由A点沿水平线移至B点，克服静电力做了2×10-6J的功，已知A、B间的距离为2cm．试求：
（1）A、B两点间的电势差为多少？
（2）该匀强电场的场强E为多少？
参考答案
1．C
【详解】
分析：根据公式U=Ed，d是电场线方向两点间的距离．电势降低的方向不一定电场强度方向．
解：A、根据公式U=Ed可知，两点间的电势差等于场强和这两点间在电场线方向上距离的乘积．故A错误．
B、电势降低最快的方向才是电场强度方向．故B错误．
C、根据公式U=Ed可知，沿电场线方向，距离相同，电势差相同，即相同距离上电势降落必定相等．故C正确．
D、不沿电场线方向任意相同距离的两点，分解两点间的距离可能沿电场线方向的有效距离相同，所以电势差可能相同．故D错误．
故选C
2．C
【详解】
A．定义式适用于任何电荷产生的电场，A正确；
B．是由库仑定律导出的点电荷电场强度的表达式，当时，，B正确；
C．公式适用于匀强电场，只有在沿电场线的方向的两点间距离相等，它们之间的电势差才相等，故C错误；
D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与F、q无关，不能说电场强度与F成正比，与q成反比，D正确．
本题选错误的，故选C．
3．C
【详解】
由匀强电场的电场强度公式得：
U=Ed=104×0.5V=5000V；
A．10V，与结论不相符，选项A错误；
B．500V
，与结论不相符，选项B错误；
C．5000V，与结论相符，选项C正确；
D．10000V，与结论不相符，选项D错误；
故选：C。
4．C
【详解】
根据几何知识知，ab长度等于cd长度，且线段ab平行于线段cd，根据在匀强电场中平行相等两线段端点之间的电势差相等，则φb-φa=15-9=φc-φd=18-φd
，可得：
φd=12V
故选C。
5．A
【详解】
已知正六边形所在平面与电场线平行，且A、C、D三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，延长DC且使DC=CG，连接BG，可知UDC=UCG=1V，故ABG的电势相等为1.0V；故选A．
6．A
【详解】
AB．正电荷在电场中，在电势高的位置，电势能越大，故A正确，B错误；
CD．等势面的疏密代表场强的大小，故A点的场强小于B点的场强，故CD错误；
故选A。
7．C
【详解】
A．根据q1左侧和q2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷，故A错误；
B．N、C间的电场方向沿x轴正方向，C点场强为0，故B错误；
C．根据N→D间图线的斜率大小先减小后增大可知，场强先减小到零后反向增大，故C正确；
D．正电荷从N移到D，由Ep＝qφ知，电势能先减小后增大，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
由静电力做功的特点可知，为等势线，故过作的垂线一定是电场线。到过程，由可知，两点的电势差
点电势高于点电势，故电场线垂直于斜向下。到线的距离
由可知，电场强度的大小
故选D。
9．D
【详解】
A．点电荷在点产生的电场强度方向竖直向上，在点产生的电场强度方向竖直向下，匀强电场方向水平向右，根据平行四边形定则可知，点的合电场强度斜向右上方，点的合电场强度斜向右下方，两点电场强度大小相等，方向不同，电场强度不同，故A错误；
B．将一个正试探电荷由点移动到点，点电荷的静电力不做功，匀强电场的静电力做正功，故合力做正功，电势能减小，电势降低，故B错误；
C．当点电荷沿着球面上的移动时，匀强电场的静电力不做功，点电荷的静电力也不做功，故合静电力不做功，故C错误；
D．将点电荷在球面上任意两点之间移动，点电荷的静电力不做功，从点移动到点，匀强电场的静电力做功最多，故电势能的变化量最大，故D正确；
故选D。
10．B
【详解】
A．由运动的速度--时间图象可看出，带正电的粒子的加速度在A点时较大，有牛顿第二定律得知在A点的电场力大，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，故A错误；
B．从A到B，速度增大，故电场力做正功，可知电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，故B正确；
C．CD间各点电荷的加速度为零，故不受电场力，故电场强度为零，电场强度为零说明各点之间的电势差为零，但电势不一定为零，故C错误。
D．A、C两点的速度相等，故粒子的动能相同，因此从A到B和从B到C电场力做功的绝对值相同，AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，故D错误。
故选B。
11．D
【详解】
AB．由题图可知，与图像围成的面积小于与图像围成的面积，故电势差，A、B错误；
C．若把一个正点电荷从O点沿x轴正方向移到无穷远处，电场力一直在做功，所以O点电势与无穷远处电势不相等，C错误；
D．电子从A点由静止释放后一直受到沿x轴方向的力作用，即力与运动方向一直在同一条直线上，故电子的轨迹在一条直线上，D正确；
故选D。
12．B
【详解】
A．小球上滑过程中，由动能定理得：
得：
W=mgh．
故A错误．
B．由W=qU得，A、B两点的电势差为
故B正确．
C．由
，若电场线沿AB时，d＞h，则
故C错误．
D．由于电场力做正功，小球的电势能减小，则小球在B点的电势能小于在A点的电势能．故D错误．
13．C
【详解】
A．由于是匀强电场，故a、d的中点(设为E)电势应为a、d两点的一半，即16
V，那么E、b的中点F电势是20
V，和a点一样．连接a、F得到等势线，则电场线与它垂直，正好是由b指向E.那么cE平行于aF，故c点电势与E相同，也为16
V，小于a点电势，A错误；
B．场强的方向由b指向E，B错误；
CD．从b到c电势降落了8
V，质子电荷量为e，质子从b运动到c，电场力做功8
eV，电势能减小8
eV，C正确，D错误．
14．D
【详解】
AB．由匀强电场中平行线上等间距点间的电势差相等可得，O点的电势为6
V，O、d连线的中点e处的电势为8
V，连接c、e，过O作ce的垂线交ce于f，则ce为等势线，电场线垂直于ce向下，即电场强度的方向由f指向O点，选项AB错误；
CD．连接c、O，计算得Of长为R，O、f间的电势差为2
V，则电场强度
V/m
选项C错误，D正确．
15．
【详解】
由电场线分布可知，段上任一点的电场强度都大于段上任一点的电场强度，故段电场强度的平均值大于段电场强度的平均值，又
，
故
16．（1）UAB
=
4V；UBC
=
-2V；（2），；（3），电场线方向从F指向B
【详解】
（1）A、B两点间电势差
B、C两点间的电势差
（2）如果规定B点的电势为
0，则
故A点和C点的电势分别为
，
（3）取AB中点D，则，连接CD，为等势线，从B作CD的垂线，F为垂足，如图，则BF为电场线（电场线方向从F指向B）。
17．(1)(2)(3)
-1.8×10-6J
【详解】
(1)
AB两点间的电势差为：
(2)
A点的电势等于A点与M点的电势差，故：
(3)
电势力做功为：
W=Uq=30×（-6×10-8）=-1.8×10-6J
18．（1）2V（2）200
V/m
【详解】
（1）由题意可知，静电力做负功，有：WAB＝?2×10?6J?
则
（2）根据UAB=Edcos600，解得