人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系练习

这是一份人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系练习，共18页。试卷主要包含了解答题，多选题，单选题等内容，欢迎下载使用。
10.3电势差与电场强度的关系 同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________  一、解答题1．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？    2．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。         3．一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将细线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零。试求：（1）A、B两点的电势差UAB；（2）匀强电场的场强大小；     4．如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，问
 (1) 小球应带何种电荷？电荷量是多少？(2) 在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大)         二、多选题5．下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法正确的是（　　）A．任意两点的电势差，等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积B．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等C．在相同距离上，电场强度大的两点间电势差也必定大D．电势降低的方向，必定是电场强度的方向6．一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、17V、26V。下列说法正确的是（　　）A．电场强度的大小为2.5V/cmB．坐标原点处的电势为1VC．电子在a点的电势能比在b点的低7eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV7．四个点电荷位于正方形四个角上，电荷量及其附近的电场线分布如图所示．ab、cd分别是正方形两组对边的中垂线，O为中垂线的交点，P、Q分别为ab、cd上的两点，OP>OQ，则（  ）A．P点的电场强度比Q点的小B．P点的电势比M点的低C．OP两点间的电势差小于OQ间的电势差D．一带正电的试探电荷在Q点的电势能比在M点大8．在匀强电场中，一电荷量为的粒子（不计重力）以初动能由点沿某一方向射出，通过点时其动能为；若将该粒子还以初动能由点沿另一方向射出，粒子通过点时动能为。如图所示，三点构成直角三角形且，匀强电场平行于所在平面。分别表示两点与两点间电势差，已知，下列说法正确的是（　　）A．B．C．匀强电场的电场强度大小为D．匀强电场沿方向 三、单选题9．如图，实线为电场线,虚线为等势线,a、b两点的电势ϕa=−50V,ϕb=−20V,则a、b连线中点c的电势ϕC应为（  ）A．ϕC=−35VB．ϕC>−35VC．ϕC<−35VD．无法判断10．真空中有一静电场，其在x轴正半轴的电势φ随x变化的关系如图所示，则根据图象可知 (     )A．R处的电场强度E＝0B．x1处与x2处的电场强度方向相反C．若正的试探电荷从x1处移到x2处，电场力一定做正功D．该电场有可能是处在O点的正的点电荷激发产生的11．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示．下列说法正确的是（   ）A．O点的电势最低B．点的电势最高C．和- 两点的电势相等D．和 两点的电势相等12．一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13．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强，可以判定（　　）A．φa>φb>φc B．Ea>Eb>EcC．φa–φb=φb–φc D．Ea=Eb=Ec14．如图所示，大小为E、方向水平向右的匀强电场中有一与电场平行的圆，圆心为O，半径为R，AB为圆的一直径，AB与电场线夹角为，则O、A两点间的电势差等于(    )A． B．C． D．15．如图所示，相距10 mm的两等势面AA′、BB′，其间有一静止的油滴P，已知它所受的重力是1.6×10－14 N，所带的电荷量是3.2×10－19 C，则下面判断正确的是(　　)A．φA＞φB，UAB＝100 V B．φA＞φB，UAB＝750 VC．φA＜φB，UBA＝500 V D．φA＜φB，UBA＝1 000 V16．如图所示，图中五点均在匀强电场中，a、b、c 刚好是一个圆的三个等分点（电势已在图中标注），o 是圆心，c、o、d 三点在同一条直线上，已知电场线与圆所在平面平行．下列有关 d 点的电势、电场强度的相关描述正确的是（   ）A．d 点的电势为 4VB．d 点的电势为 6VC．电场强度方向由 c 点指向 a 点D．电场强度方向由 c 点指向 b 点17．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＝10cm，ad＝bc＝20cm，电场线与矩形所在平面平行．已知a点电势为20V，b点电势为24V，则(    )A．电场强度大小一定为E＝40V/mB．cd间电势差一定为4VC．电场强度的方向一定由b指向aD．c点电势可能比d点低18．如图所示，圆O所在的平面内有匀强电场存在，电场方向与圆面平行，一个带正电荷的微粒（不计重力）从图中A点出发，以相同的初动能在圆内向各个方向运动，已知图中AB是圆的一条直径，∠BAC=30°，已知只有当该微粒从图中C点处离开圆面时的动能才能达到最大值，则平面内的电场线方向为（　　）A．沿 A→B 方向B．沿 A→C 方向C．沿 B→C 方向D．沿 O→C 方向19．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．3.0V20．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21．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上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A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则A．C点的电场强度大小为零B．A点的电场强度大小为零C．NC间场强方向沿x轴正方向D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功22．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mv02B．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23．如图所示，为匀强电场中相邻的四个等势面，相邻等势面间距离为。一个仅受静电力作用的电子垂直经过电势为零的等势面时，动能为（电子伏），到达等势面时速度恰好为零。则下列说法中正确的是（　　）A．电场强度方向从指向B．匀强电场的电场强度为C．电子经过等势面时，电势能大小为D．电子在上述等势面间运动的时间之比为
参考答案1．（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 点睛：此题考查对电势差与电场强度关系的理解能力．还要抓住公式E=U/d中d是沿着电场线方向的距离；求解电势差时，注意公式中物理量的符号. 2．【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3．（1）；（2）【详解】（1）小球由A→B过程中，由动能定理所以（2）根据公式可得4．（1）正电， （2） 【详解】(1)由等势面可知，电场线方向垂直等势面向左，即水平向左，因小球做直线运动，则电场力和重力的合力应与初速度在一条直线上，如图所示
 则电场力只能向左，可知小球带正电，小球沿方向做匀减速运动，所以(2)由图可知由动能定理则5．AB【详解】A. 任意两点的电势差，等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积，故A正确； B. 沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等，故B正确； C. 在相同距离上，电场强度大的两点间电势差不一定大，要看相同间距的两个点是否沿电场方向；故C错误；D. 电势降低的最快方向，必定是电场强度的方向，故D错误。故选AB。6．ABD【详解】B．如图所示，设ac之间电势差与Ob两点间的电势差相等，即可得B正确；A．电场沿着x轴方向电场分量电场沿着y轴方向电场分量因此电场强度A正确；C．电子在a点具有的电势能电子在b点具有的电势能因此电子在a点的电势能比在b点的高7eV，C错误；D．电子从b点运动到c点，电场力做功为所以电子从b点运动到c点，电场力做功为9，D正确。故选ABD。7．AD【详解】试题分析：电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密，电场强度越大，根据图象知P点的电场强度比Q点的小．故A正确；根据电场叠加，由图象可知ab上各点的电势都相等，M点与ab上各点的电势低，则M点的电势比P点的低，故B错误；OP间电势差等于零，OQ间电势差等于零，则OP两点间的电势差等于OQ间的电势差．故C错误．P、Q电势相等，则Q点的电势高于M点的电势，正电荷在电势高处电势能大，所以带正电的试探电荷在Q点的电势能比在M点大．故D正确．故选AD．考点：电场强度；电场线；电势及电势能.8．BC【详解】解析：AB．带电粒子由A到的过程，由动能定理得带电粒子由A到的过程，由动能定理得解得故A错误，B正确；CD．由分析可知，点的电势比点的电势高，且在上与点电势相等的点为点，点为的四等分点，如图所示由几何关系知，因此电场强度的方向由A指向，又，则故C正确，D错误。故选BC。9．B【详解】由图看出，ca段电场线比bc段电场线密，ca段场强较大，根据公式U=Ed可知，bc间电势差Ubc小于ca间电势差Uca，即φb-φc<φc-φa，得到φc>，故选B．10．C【详解】A、 φ−x图象中，曲线上任意一点的切线的斜率表示电场强度，R处切线的斜率不为零，故R处的电场强度E≠0，故A错误；B、 x1处与x2处的切线斜率同为负值，故x1处与x2处的电场强度方向相同，故B错误；C、若试探电荷从x1处移到x2处，电势降低，根据公式，如果是正电荷，电场力一定做正功，故C正确；D、离电荷越近，电场强度越大，φ−x图象的斜率应越大，而图中离O点越近，图象切线的斜率变小，故该电场不可能在O点的正电荷产生的，故D错误；故选C．【点睛】φ-x图象中，曲线上任意一点的切线的斜率表示电场强度；用来判断电场力做功情况，知道正点电荷电场线的分布情况分析即可．11．C【详解】试题分析：作出电场线，根据顺着电场线电势降低，则O电势最高，故A错误，B错误；从图线看出，电场强度关于原点O对称，则X轴上关于O点对称位置的电势相等．故C正确； 和两点在电场线的不同位置，沿电场线电势降低，故两点电势不相等，故D错误．考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系【名师点睛】根据题意，电场关于x轴对称分布可知，作出电场线如图，根据顺着电场线，电势降低和对称性可判断电势高低．12．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。13．A【详解】A．沿电场线方向电势降低，则故A正确；BD．只有一条电场线，不能确定电场线的分布情况，无法比较场强的大小，故BD错误；C．对于匀强电场，两点间的电势差，由于电场线的疏密情况无法确定，则两点间电势差的公式也不能适用，不能判断电势差的关系，故C错误。故选A。14．C【详解】匀强电场中OA线段沿电场线方向的距离，根据匀强电场中的场强与电势差的关系可得；故选C.【点睛】掌握电场强度的三个公式适用范围和符号的意义：定义式，点电荷场源的决定式，匀强电场中的计算式.15．C【详解】由题意可知，电场力与重力平衡，即有：mg=qE；则有：；油滴带正电，且电场力竖直向上，则电场强度的方向竖直向上，UBA＝Ed＝V＝500V，故选C．【点睛】考查电场力与重力相平衡的条件解题，注意油滴的电性，掌握电场强度的方向与正电荷的受到电场力的方向关系．16．B【详解】AB．ab中点的电势为可知dc是电势为6V的等势线，即d 点的电势为 6V，选项B正确，A错误；CD．电场线与等势面垂直，且由高电势点指向低电势点，故电场强度方向由 a点指向 b 点，选项CD错误；故选B。17．B【详解】根据题设条件可知，场强方向无法确定，知道了ab间电势差，但不能根据E=U/d求出场强的大小．故AC错误．根据匀强电场的电场线与等势线分布的特点可知，cd间电势差必等于ba间电势差，为4V，故B正确．cd间电势差为4V，则知c点电势比d点高4V．故D错误．故选B．18．D【分析】粒子从图中C点离开圆面时，粒子的动能最大，说明电场力最大，根据电场力做功公式W=qU，分析AC间电势差什么情况下最大，确定电场线的方向．【详解】由题，带正电的粒子在匀强电场中从以相同的初动能从A点出发，从C点离开圆面时，带电粒子只受电场力作用，粒子的动能最大，根据动能定理知，说明电场力做功最大，AC间电势差最大；若过C点作匀强电场的等势面，该面与圆只能有一个交点，即该等势面在C点与圆相切，而电场方向与等势面是垂直的，从A到C电场力对小球做正功，小球的位移方向与电场力的夹角小于90°，因而电场方向沿OC方向．故选D．【点睛】本题有一定难度，考查了学习对物理知识的理解和综合应用能力，如根据等势线确定电场线等．19．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．20．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。
 21．A【分析】两点电荷连线的电势高低的分布如图所示，由于沿着电场线电势降低，可知两点电荷的电性【详解】A项：C点电势的拐点，根据公式∅=Ex可知，图象的斜率大小是电场强度大小，而C点的斜率为零，故A正确；B项：同理，由图知A点的电势为零，但该点的斜率不为零，故B错误；C项：由沿电场线方向电势越来越低可知， OM间电场强度方向沿x轴正方向，MC间电场强度方向沿x轴负方向，则NC的电场强度方向向x轴负方向，故C错误；D项：因为MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功，故D错误．故选A．【点睛】电势为零处，电场强度不一定为零．电荷在电场中与电势的乘积为电势能．电场力做功的正负决定电势能的增加与否．22．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．23．B【详解】A.电子到达等势面时速度恰好减为零，说明静电力方向由指向，由于负电荷受到的静电力方向与电场强度方向相反，故电场强度方向由指向。故A错误；B.从运动到的过程中，电子动能减小，故静电力做功，故有：解得故B正确；C.电子运动过程中只有静电力做功，电势能与动能之和守恒，则知；匀强电场中，每经过相同距离电势能变化相同，故。故C错误；D.运用逆向思维，据初速度为零的匀变速直线运动推论知，电子在上述等势面间运动的时间之比为故D错误。故选B。