10.3电势差与电场强度的关系 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

2021-2022人教版（2019）高二物理必修三
10.3电势差与电场强度的关系
一、单选题
1．产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成损害，高大的建筑物都装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线，、两点的场强大小分别为、，电势分别为、，下列正确的是（　　）
A．
B．
C．避雷针的顶端带负电
D．一带负电的雨滴从下落至的过程中，电势能减少
2．电鳗能产生足以将人击昏的电流，放电输出的电压可达300V~800V，若电鳗的头尾相当于两个电极，它在水中所产生电场（视为匀强电场）的电场强度大小为400V/m，则身长为1m的电鳗在放电时产生的瞬间电压可达（　　）
A．700V B．600V C．500V D．400V
3．如下图所示，匀强电场场强，A、B两点相距，则之值为（　　）
A．10V B．1000V C．V D．0
4．空气是不导电的，但是如果空气中的电场强度达到时，空气分子破碎，空气中出现了可以自由移动的电荷，空气变成了导体，这种现象叫做空气的“击穿”。一次实验中，电压为的直流电源的两极接在一对平行金属板上，然后把两金属板缓慢靠近，当两板间开始出现放电时，两板间距离为（　　）
A．5.0cm B．2.0cm C．1.0cm D．0.5cm
5．如下图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UAB之值为（　　）
A．-10V B．10V C．5V D．5V
6．如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等差等势面， A、B、C为电场中的三个点。下列正确的（　　）
A．A点电势比B点高
B．A点场强比B点小
C．负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大
D．B点和C点间的电势差是C点和A点间电势差的2倍
7．下列选项中的公式，不适用于点电荷产生的静电场的是（　　）
A．电场强度E=
B．电场强度E=
C．电场强度E=
D．电场力做功W=qU
8．下列说法正确的是（　　）
A．电势反映了电场能的性质，因此电场中某点的电势与电荷在该点的电势能成正比
B．电场强度反映了电场力的性质，因此电场中某点的场强与电荷在该点的电场力成正比
C．电势相等的地方，电场强度一定相等
D．电势为零的地方，电场强度不一定为零
9．一带正电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于 b 点电场强度 E 的方向，图中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
10．如图所示，下列关于电势差的说法中正确的是（　　）
A．在图中，若AB＝BC，则UAB>UBC
B．在图中，若AB＝BC，则UAB＝UBC
C．在图中，若AB＝BC，则UABD．在匀强电场中，与电场垂直的方向上任意两点间的电势差为零
11．如图所示，在一个匀强电场中有一个四边形ABCD，其中，M为AD的中点，N为BC的中点。一个电荷量为3.010-7C带正电的粒子，从A点到B点，电场力做功WAB＝3.010-8J；将该粒子从D点移动到C点，电场力做功为WDC＝6.010-8J，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点之间的电势差为0.1V
B．若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功WMN＝4.510-8J
C．若A、B之间的距离为1.0cm，该电场的场强一定是E＝10V/m
D．若B、C两点电势相等，将该粒子从A点移动到D点，电场力做功WAD＝3.010-8J
12．如图所示，直角梯形ABCD所在的平面内存在着匀强电场，其中，BC=4cm，AD=2cm。现将一电荷量q=–2×10-7C的点电荷由A点移到C点的过程中，电场力做功+2×10-7J，由B移到C的过程中电场力做功+4×10-7J。已知B点的电势2V，下列说法正确的有（　　）
A．φD=4V
B．UBA=1V
C．若将该电荷由C点移到A点，则其电势能增加
D．该匀强电场的电场强度大小为
三、解答题
13．匀强电场中有A、B、C三点构成三角形，边长均为4cm，将一带电荷量的正电荷（不计重力）从A点移到C点，电场力做功为，若把同一电荷从A点移到B点，电场力做功也为。那么该电场的场强是多大？
14．如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小，A、B两点之间的距离d=0.20m。
（1）求A.、B两点之间的电势差UAB；
（2）将电荷量的试探电荷沿电场线由A点移至B点，求在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。
15．如图，在水平向右的匀强电场中，间距离，与水平方向夹角为，、间电势差，求：
（1）电场强度的大小；
（2）电荷量的点电荷从点运动到点，电场力所做的功。
16．如图所示，水平向左的匀强电场中有a、b、c三点，ab与场强方向平行，bc与场强方向成60°，ab=4cm，bc=6cm。现将一个电量为4×10-4C的正电荷从 a移动到b，电场力做功1.2×10-3J。求：
（1）该电场的场强大小；
（2）ac间的电势差Uac；
（3）若b点的电势为3V，则c点电势φc。
参考答案
1．D
【详解】
A．因积雨云带负电，故避雷针尖端感应出正电荷，电场线由正电荷出发终止与负电荷，电场线向上，沿电场线方向电势减小，则
A错误
B．等势线的疏密表示电场的强弱，则
B错误
C．．根据同性相吸引，则积雨云带负电，故避雷针尖端感应出正电荷，C错误
D．连线上的电场线方向向上，则带负电雨滴受电场力向下，向下运动电场力做正功，D正确
故选D。
2．D
【详解】
根据
U=Ed
可得
U=400×1V=400V
则身长为1m的电鳗在放电时产生的瞬间电压可达400V。
故选D。
3．A
【详解】
根据电场强度和电势差的关系可知
故选A。
4．B
【详解】
根据匀强电场中电势差与场强的关系式，有
代入数据，可得
故选B。
5．C
【详解】
根据匀强电场电势差与场强的关系，有
联立，可得
故选C。
6．C
【详解】
A．因为沿电场线方向电势逐渐降低，由图式可知，电势从B点到A点逐渐降低，所以A点电势比B点低，故A错误；
B．因为电场线越紧密的地方电场强度越大，由于A点电场线比B点紧密，所以A点场强比B点大，故B错误；
C．由图示可知，负电荷在B点的运动到A点的过程中，电场力做负功，电势能增加，所以负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大，故C正确；
D．因为虚线表示等差等势面，所以B点和C点间的电势差和C点和A点间电势差相等，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．电场强度E=适用于任何电场，A错误，不符合题意；
B．电场强度E=只适用于匀强电场，B正确，符合题意；
C．电场强度E=只适用于点电荷形成的电场，C错误，不符合题意；
D．电场力做功W=qU适用于任何电场，D错误，不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】
A．电势反映电场能的性质，电场中某点的电势，与该点是否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关，只决定于电场本身和零电势位置的选取，故A错误；
B．电场强度反映了电场力的性质，由电场本身决定，与检验电荷在该点所受的电场力的大小及其电荷量无关，不能说“场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比”，故B错误；
C．电场强度的大小与电势的大小无关，电势相等的地方，电场强度不一定相等，如点电荷的电场中，到点电荷距离相等的球面上各点的电势相等但电场强度的方向不同，故C错误；
D．电势为零，是人为选择的，而电场强度是由电场决定的，此处电场强度不一定为零。故D正确；
故选D。
9．C
【详解】
ABD．正电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，故场强也应指向内侧，也不可能沿轨迹的切线方向，场强也不可能沿轨迹的切线方向，故ABD错误；
C．图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意，故C正确。
故选 C。
【点睛】
10．AD
【详解】
ABC．由电场线的疏密可知，A、B之间比B、C之间的平均电场强度大，由U＝d可知，AB=BC时
UAB>UBC
故A正确，BC错误；
D．由公式可知，在匀强电场中，与电场垂直的方向上任意两点间沿电场强度方向的距离为0，则电势差为零，故D正确。
故选AD。
11．AB
【详解】
A．A、B两点之间的电势差为
故A正确；
B．因为电场是匀强电场，在同一条电场线上，M点的电势是A、D两点电势的平均值；N点的电势是B、C两点电势的平均值，即
所以：
故B正确；
C．A、B两点之间的电势差为0.1 V，但电场方向不一定沿着AB方向，该电场的场强不一定是E＝10 V/m，故C错误．
D． D、C两点之间的电势差为
若B、C两点电势相等，则

将该粒子从A点移动到D点，电场力做功
选项D错误。
故选AB。
12．ACD
【详解】
现将一电荷量q=–2×10-7C的点电荷由A点移到C点的过程中，电场力做功+2×10-7J
，
同理
，
且根据匀强场中电势与场强关系可知
所以
，UBA=
根据以上分析可知
所以将该电荷由C点移到A点，电势降低，粒子带负电，则电势能增大，CD连线是等势线，则
故ACD正确B错误。
故选ACD。
13．
【详解】
由题意可知，BC两点电势相等，则电场方向有BC边的中点指向A点，有
解得
14．(1)；(2)
【详解】
(1)由U=Ed可知，A、B两点间的电势差为
(2)由W=qU可知，静电力所做的功为
15．(1)；(2)
【详解】
(1)根据匀强电场中场强与电势差的关系式，有
联立，可得
(2)从A点运动到点，电场力所做的功为
16．（1）75V/m；（2）5.25V；（3）0.75V
【详解】
（1）带点粒子从从a移到b时，电场力做正功，有
W=qU，U=Edab
解得
E=75V/m
（2）ac间的电势差
Uac=E（dab+dbccos60°）
解得
Uac=5.25V
（3）若b点的电势为3V，有bc间电势差
Ubc=Edbccos60°
又由
Ubc=φb—φc
解得
φc=0.75V
试卷第2 22页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页