2021-2022学年度高二物理第十章静电场中的能量第三节电势差与电场强度的关系（暑期衔接练习三）（人教版2019）

2021-2022学年度高二物理第十章静电场中的能量第三节电势差与电场强度的关系（暑期衔接练习三）（人教版2019）

未命名

一、单选题

1．电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10－8J，在B点的电势能为0.80×10－8J.已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量大小为1.0×10－8C，那么（  ）

A．该电荷为负电荷

B．该电荷在A点所受的电场力比在B点所受的电场力大

C．A、B两点的电势差UAB=4.0V

D．把电荷从A移到B，电场力做功为2.5×10－10J

2．如图所示，纸面内间距均为L的A、B、C三点位于平行于纸面的匀强电场中，电荷量为q＝－1.0×10－5 C的负电荷由A点移动到C点电场力做功为W1＝4.0×10-5 J，该电荷由C点移动到B点克服电场力做功为W2＝2.0×10-5 J。以下说法正确的是（  ）

A．若取B点处电势为零，则A点处的电势为2 V

B．若取B点处电势为零，则C点处的电势为－2 V

C．匀强电场的方向为由C点指向A点

D．该电荷在A点处所具有的电势能小于它在C点处所具有的电势能

3．2020新冠疫情全球爆发，小方在口罩佩戴中发现其有静电吸附功能，好奇心促使他查阅资料后有如下发现:口罩的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示，针状电极与平板电极分别接高压直流电源的正、负极，电压恒定。针尖附近的空气被接电源正极电离后，带电粒子在电场力作用下运动，熔喷布捕获带电粒子带上静电，平板电极表面为等势面，熔喷布带电后对原电极和电场的影响可忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A．针状电极上，针尖附近的电场较弱

B．熔喷布上表面因捕获带电粒子将带负电

C．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐减小

D．两电极相距越远，电场对带电粒子做的功越多

4．两个带电体M和N在周围空间形成电场，电场线分布如图所示，其中O、P两点为同一电场线上的两个点．下列有关说法中正确的是

A．M一定带正电而N一定带负电

B．O点的电势一定低于P点的电势

C．O点的电场强度大小一定小于P点的电场强度大小

D．将某一电荷从O点经某一路径移动到P点，电场力做的功可能为零

5．如图所示，A、B、C是匀强电场中一直角三角形的三个顶点，其中∠C=30°，AB方向与电场方向平行，AC边长0.8m。已知A、C两点的电势A=9V，C=3V，下列说法正确的是（　　）

A．匀强电场的场强大小为7.5V/m

B．匀强电场的场强大小为15V/m

C．匀强电场的场强大小为5V/m

D．B点和C点电势不相等

6．在静电场中沿某一方向建立x轴，在x轴上的电势随x变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．将一带负电的试探电荷从D点处沿x轴移动到J点处，电场力先做正功后做负功

B．G点处的电场强度的方向沿x轴正方向

C．负电荷在A点处的电势能大于在C点处的电势能

D．正电荷在G点处受到的电场力等于J点处受到的电场力

7．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、下列说法正确的是(    )

A．电场强度的大小为

B．坐标原点处的电势为0V

C．电子在a点的电势能比在b点的低6 eV

D．电子从c点运动到b点,电场力做功为6 eV

二、多选题

8．图中、为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在点静止释放，沿电场线向上运动，到点速度恰好为零，下列说法中正确的是（　　）

A．带电质点在点的电势能比在点的电势能小

B．点的电势比点的电势高

C．带电质点在、两点所受的静电力都是竖直向上的

D．点的电场强度比点的电场强度大

9．在匀强电场中，关于电势差与电场强度的下列说法正确的是（    ）

A．任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离之积

B．沿电场方向，任意相同距离上电势差必定相等

C．电势降低的方向不一定就是电场强度的方向

D．距离相同的两点上，电势差越大，这两点间的电场强度越大

10．如图所示，将一绝缘导体AB置于一带负电荷的小球近旁。当导体慢慢向小球移近时，关于导体AB下面说法中正确的是

A．两端电势不断降低，但A端总比B端低

B．B端面上场强逐渐增大，导体内场强不改变

C．感应电荷在B端的场强总小于A端场强

D．用金属线将A端接地时，将有正电荷不断渗入

11．用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列表达式中属于比值法定义物理量的是

A．平均速度 B．电阻

C．电势差 D．匀强电场

三、填空题

12．如图所示，竖直方向的直线是匀强电场的电场线，质量为m、带电量为-q的质点P，从电场边缘的A点射入该电场，并沿直线AB从B点射出电场，直线AB跟电场线夹角为θ，A， B两点间的距离为 d，匀强电场的场强E=______，AB两点间的电势差为______。

13．一个电量q=+2×10-9C的电荷，在电场中从A点移到B点，电场力做功4×10-7J，则UAB=______．

14．图中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UA=15V，UB=3V，UC=－3V．由此可得D点电势UD=________V．

15．如图所示，一质量为M的塑料球形容器在A处与水平面接触，它的内部有一根直立的轻弹簧，弹簧下端固定于容器内壁底部，上端系一个带正电、质量为m的小球在竖直方向振动．当加一向上的匀强电场后，在弹簧正好处于原长时，小球恰有最大速度，则当球形容器在A处对桌面压力为0时，小球的加速度a＝________.

16．一个电子从a点运动到b点，电场力做功4.8×10−18J，合________eV，a、b两点的电势差Uab=__________V，若规定a点的电势为零，则b点的电势能为_________J。

四、解答题

17．如图所示，在同一条电场线上A、B两点相距8cm，一个带电量为点电荷在A点的电势能为，在B点的电势能为. 若将该点电荷从A点移动到B点，求：

（1）电场力对点电荷做功及A、B两点间电势差；

（2）若该电场为匀强电场，分析和计算电场强度方向和大小。

18．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。

19．如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，已知A、B两点间的距离为L15m，A、C两点间的距离为L28m，BAC，且匀强电场方向平行AB、AC直线所在的平面。现把一个电荷量q4109C的正点电荷放在匀强电场中，当电荷q由A点移到B点时电场力做功W18108J，当点电荷q由A点移到C点时电场力做功W21.6107J。若取A点电势为零，求：

(1)B、C两点电势各为多少?

(2)匀强电场的电场强度大小。

参考答案

1．A

【解析】

【详解】

A. 点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，而A点电势小于B点电势，故该电荷一定为负电荷，故A正确；

B. 因该电场线周围的电场线分布情况未知，所以A、B两点的场强大小无法比较，电场力大小也无法判定，故B错误.

D. 从A到B电场力做功 ，故D错误；

C. 由，得，故C错误；

2．C

【详解】

AB．而A与C间的电势差为

对于C、B间电势差为

若B点电势为零

UCB=φC-φB

则C点电势

φC=2V。

因UAC=φA-φC，则A点电势

φA=-2V

故AB错误；
C．因φC=2V，φA=-2V，可知，AC连线的中点（设为M）电势为0，M与B点的连线即为等势线，且电场线垂直于等势线，三角形ABC为等边三角形，BM⊥AC，根据沿着电场线方向，电势降低，则有匀强电场的方向由C到A，故C正确；

D．因φC=2V，φA=-2V，则该负电荷在A点处所具有的电势能大于它在C点处所具有的电势能，选项D错误；

故选C。

3．C

【详解】

A．针状电极上，电场线比较密，针尖附近的电场较强。A错误；

B．针尖附近的空气被接电源正极电离后，正电粒子在电场力作用下向喷绒布运动，熔喷布捕获带电粒子带上正电。B错误；

C．由图可知，靠近喷绒布电场较弱，带电粒子受力较小，其加速度减小。C正确；

D．针状电极与平板电极间电压恒定，根据

电场做功恒定，与两极间距离无关。D错误。

故选C。

4．C

【解析】

由于电场线方向未知，所以无法判断两带电体的电性，也无法判断O、P两点电势的高低，故AB错误；由于O点附近的电场线比P点附近的稀，所以O点的电场强度大小一定小于P点的电场强度大小，故C正确；由于O、P两点在同一条电场线上，两点电势不等，同一电荷在这两点的电势能一定不等，所以电场力做功一定不为零，故D错误．所以C正确，ABD错误．

5．B

【详解】

由图可知，BC与电场线方向垂直为等势面，则

由图可知

则匀强电场的电场大小为

故ACD错误，B正确。

故选B。

6．A

【详解】

A．由图可知，D点的电势为0，H点电势为正值，最大，J点的电势为正值，小于H点的电势；由A选项可知，试探电荷为负电荷，由 可知，D点的电势能为0，H点的电势能最小，为负值，J点的电势能为负值，大于H点的电势能，所以从D到H，电势能减小，电场力做正功，从H到J，电势能增加，电场力做负功，故A正确；

B．沿电场线方向电势降低，由图知从D到G的过程中电势一直在升高，所以电场线的方向是从G指向D，沿x轴的负方向，则G点电场强度的方向沿x轴负方向，故B错误；

C．由图可知，A点的电势为正值，C点的电势为负值，根据电势能公式，q计算时要带正负，电荷为负电荷，故 故C错误；

D．由图可知，图象的斜率

在G点的斜率大于在J点的斜率，则G点的场强大于在J点的场强，由电场力公式：，则在G点的电场力大于在J点电场力，故D错误；

故选A。

7．A

【详解】

A.如图所示，在ac连线上取ac的中点b´，则b´点的电势为，则将连线即为等势线，那么垂直连线则为电场线，再依据沿着电场线方向电势降低，则电场线方向如图；

因为匀强电场，则有：

依据几何关系，则

因此电场强度大小为

故A正确；

B.根据，因a、b、c三点电势分别为、、，解得原点处的电势为，故B错误；

C.因，电子从a点到b点电场力做功为

因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高6 eV，故C错误；

D.同理，，电子从c点运动到b点，电场力做功为，所以电场力做功为eV，故D错误；

8．BCD

【详解】

A．静电力做正功，电势能降低，所以带电质点在点的电势能比在点的电势能大，故A错误。

B．沿电场线方向．电势逐渐降低，所以点的电势比点高，故B正确。

C．由题意可知，带点质点受两个力，重力和静电力，开始由静止向上运动，静电力大于重力，且方向向上。因为在一条电场线上，所以带电质点在两点所受的静电力方向都向上，C正确。

D．在点，静电力大于重力，到点速度恰好为零，可知先加速后减速，所以点所受的静电力小于重力，所以点的电场强度比点的电场强度大，D正确。

故选BCD。

名师点睛：解决本题的关键是通过、两点的速度为0，知道受重力和静电力两个力，且知道静电力的方向。通过静电力与重力的大小关系，比较电场强度的大小以及知道静电力做功与电势能的关系和沿电场线方向电势降低。

9．BC

【详解】

A.公式中的必须是两点间沿着电场方向的距离，故A错误；

B. 由知，在匀强电场中各处相同，则沿着的方向相同距离上的电势差相同，故B正确；

C. 沿着电场方向电势降低，但是电势降低的方向有无数个，所以电势降低的方向未必是电场的方向，故C正确；

D. 在相同距离上的两点，电势差大，场强不一定大；若两点沿电场线方向相同距离上的两点，电势差大的其场强才必定大，故D错误。

10．BC

【详解】

当带电小球靠近金属导体时，由于静电感应，导体B端带有负电荷，A端带有正电荷.

A．处于静电平衡的导体，电势处处相等，是一个等势体，当移近时，因沿着电场线方向，电势降低，则两端电势在降低，但两端电势仍是相等的，故A错误；

BC．当导体慢慢向小球移近时，由于静电感应的作用，金属导体A端带的正电荷增多，导体B端带的负电荷也增多，即导体表面的电场强度增强，而内部电场强度仍为零，即感应电荷产生的电场强度与负点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反。但由于负电荷在A处产生电场强度大于B处的电场强度，因此感应电荷在B端的场强总小于A端场强，故BC正确；

D．用金属线将A端接地时，将有B端的负电荷不断传向大地，所以D错误；

故选BC。

11．ABC

【详解】

平均速度的定义，运动物体在某段时间的平均速度，速度与位移和时间无关，A正确；根据电阻定律可知电阻和导线的长度，横截面积，电阻率有关，和其两端的电压以及电流无关，故电阻为比值法定义，B正确；电势是认为规定的，电势差是相对的，与电荷在这两点间移动时电场力做功无关，电荷量无关，故公式为比值法定义，C正确；在匀强电场中，电场强度的大小在数值上等于沿电场方向上每单位上的电势差，所以不是比值法定义，D错误；

【点睛】

关键是理解比值法定义：所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法．比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变

12．       

【解析】

质点做直线运动，合力与速度共线，由题可知电场力与重力等大反向，

，根据=

13．200V

【解析】由题意知AB两点间的电势差

14．9

【详解】

连接AC，将AC三等分，标上三等分点E、F，如图

则根据匀强电场中沿电场线方向相等距离，电势差相等可知，E点的电势为3V，F点的电势为9V．连接BE，则BE为一条等势线，根据几何知识可知，DF∥BE，则DF也是一条等势线，所以D点电势

15．

【详解】

[1]．由题意知，弹簧原长时，加速度为0，合力为0，此时电场力qE＝mg；当A处对桌面压力为0时，弹簧的弹力F=Mg；则小球加速度为

16．30    -30       

【详解】

[1][2][3]因

则

根据

有

若规定a点的电势为零，根据

有

根据

得

17．(1),UAB= 4V   (2) E=50v/m, 电场强度方向由A到B

【详解】

(1)根据功能关系可知，电场力做功引起电势能的减少量，故

根据电势差的定义可知

UAB==4V

(2) UAB>0,沿电场方向电势逐渐降低，所以场强方向为A→B ，由

E==50V/m

18．（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

19．(1)；；(2)E=5V/m

【详解】

(1)由公式得AB、AC间的电势差为

而，其中，所以可得B、C两点电势分别为

，

(2)设D点是A、C连线的中点，由匀强电场的性质可知

可得

所以B、D连线就是匀强电场中的一个等势面，由于

，AB=5m，

可得

故电场强度的方向由A指向C，电场强度的大小为