高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册电势差与电场强度的关系当堂检测题

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册电势差与电场强度的关系当堂检测题，共8页。
基础对点练
题组一 电势差与静电力做功的关系
1.在静电场中，一个带电荷量 q＝2.0×10－9 C的负电荷从A点移动到B点，在这过程中，除静电力外，其他力做的功为 4.0×10－5 J，其动能增加了8.0×10－5 J，则 A、B 两点间的电势差为( )
2×10－4 V 1×104 V
－2×104 V 2×104 V
2.(2024·陕西汉中高一期末)如图为两点电荷Q、Q′的电场等势面分布示意图，Q、Q′位于x轴上，相邻等势面的电势差为3 V。若x轴上的M点和N点位于0 V等势面上，P为某等势面上一点，则( )
N点的电场强度大小比M点的小
Q为正电荷
M点的电场方向沿x轴正方向
将一电荷量大小为e的电子从M点移动到P点，克服静电力做功12 eV
题组二 UAB＝Ed的理解和应用
3.(2024·广东深圳高二段考)关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是( )
任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
沿电场线方向上，相同距离上电势差一定相等
电势降落的方向一定是电场强度的方向
电势降落最快的方向不一定是电场强度的方向
4.如图所示，两平行板间电场强度E＝1×104V/m，方向向下。M板和N板相距10 cm，电场中A点距N板为3 cm，B点距M板为2 cm。下列说法正确的是( )
B点电势高于A点电势，A、B间的电势差UAB＝500 V
让M板接地，则B点的电势φB＝200 V
让N板接地，则A点的电势φA＝300 V
将一个电子从A点移到B点静电力做的功小于将电子先从A点移到C点再移到B点静电力做的功
题组三 非匀强电场中电势差和电场强度的定性分析
5.某区域的电场线和等势线分布如图所示，电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，A、B两点的电势差为UAB，正电荷在两点间的电势能分别为EpA、EpB，下列判断正确的是( )
EAEpB
6.(多选)如图所示，三个同心圆是固定的正点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三个点在同一条电场线上。已知这三个圆的半径是rA∶rB∶rC＝1∶2∶3。现将一电荷量为＋q的试探电荷从A点由静止释放，试探电荷只在点电荷Q的静电力作用下开始运动，则( )
三点的电场强度大小关系是EA∶EB∶EC＝9∶4∶1
三点的电势高低关系是φA>φB>φC
该试探电荷在三点的电势能大小关系是EpAEB，选项A错误；根据沿电场线方向电势降低，可知φAφB>φC，选项B正确；该试探电荷带正电，则在三点的电势能大小关系是EpA>EpB>EpC，选项C错误；因AB之间的电场强度大于BC之间的电场强度，则根据U＝Ed可知，UAB>UBC，根据W＝qU可知，在AB段和BC段静电力做功的大小关系是WAB>WBC，选项D正确。]
7.A [直角三角形abc中，bc＝4 cm，∠acb＝37°，则ab＝3 cm，取dc＝1 cm，bd＝3 cm，a、b、c点的电势分别为2 V、－1 V、3 V，则d点的电势为2 V，ad连线为一等势面，电场强度方向与等势面垂直，△abd为一等腰直角三角形，则be＝eq \f(3\r(2),2) cm，电场强度的大小为E＝eq \f(Uab,be)＝eq \r(2) V/cm，故A正确。]
8.D [线段CD和AB平行，根据几何关系有2|CD|＝|AB|＝2R，所以有UAB＝2UCD，即φA－φB＝2(φC－φD)，代入数据解得φA＝7 V，A、B错误；线段AB的中点O的电势φO＝eq \f(φA＋φB,2)＝3 V，AO的中点N的电势φN＝eq \f(φA＋φO,2)＝5 V，所以CN是一条等势线，且CN⊥AB，故电场方向由A指向B，电场强度大小E＝eq \f(UAB,|AB|)＝eq \f(7－（－1）,2×10－2)V/m＝400 V/m，C错误，D正确。]
9.B [由题意可知屏幕上下两边间的电势差为5 V且上边的电势为5 V，下边的电势为0；屏幕左右两边的电势差为5 V且左边的电势为5 V，右边的电势为0。屏幕两边之间的电场为匀强电场，根据U＝Ed，因为P点的电势依次为3 V和1.5 V，所以其距离上边较近，距离左边较远，所以其位置对应图中的②，故B正确。]
10.ACD [连接AC，则AC中点G的电势为2 V，因此BE连线为一个等势面，因此平行于BE的CD、AF为等势面，如图所示，故A正确；正六边形边长为10 cm，由几何关系知CG＝5eq \r(3)cm，由E＝eq \f(U,d)可得E＝eq \f(20\r(3),3)V，故B错误；由电场线垂直于等势面且由高电势指向低电势，可知匀强电场的电场强度方向为由C指向A，故C正确；将一个电子从E点移到D点，静电力做功W＝eUED＝－1.6×10－19×(2－3)J＝1.6×10－19J，根据静电力做功与电势能变化的关系知，电势能减小1.6×10－19J，故D正确。]
11.D [根据题意Ua＝eq \f(W,q)，Ucd＝eq \f(2W,q)，由等分线段定理Ua＝Ub＝Uc＝Ud＝eq \f(W,q)，设O点的电势为零，则φa＝φc＝eq \f(W,q)，φb＝φd＝－eq \f(W,q)，ac连线和bd连线都是等势面，连接bd，过O点作bd线的垂线，交点为O1，则OO1方向为电场线方向，故A错误，B错误；将该粒子从c点移动到b点，静电力做功Wcb＝qeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(φc－φb))＝2W，故C错误；电场强度E＝eq \f(UOO1,Rcs 30°)＝eq \f(\f(W,q),\f(\r(3),2)R)＝eq \f(2\r(3)W,3qR)，故D正确。]
12.(1)1×104 V/m (2)600 V (3)－200 V
解析 (1)由题意知，电子从D点移到C点静电力做正功，根据静电力做功有W＝eELCDcs 60°
解得E＝eq \f(W,eLCDcs 60°)＝eq \f(3.2×10－17,1.6×10－19×0.04×0.5) V/m＝
1×104 V/m。
(2)因从C→D静电力做正功，则知电子在电场中受到的静电力方向向上，电场强度方向为A→B，则A、B间电势差为UAB＝EdAB＝600 V。
(3)A、D间电势差为UAD＝ELCDcs 60°＝200 V，A板接地，则φA＝0，由UAD＝φA－φD，可得φD＝－200 V。