10.3 电势差与电场强度的关系（备作业）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（人教版必修第三册）

10.3 电势差与电场强度的关系（解析版） 一、单选题（本大题共12小题） 1.如图所示，武当山金殿屹立峰巅，该金殿是一个庞大的优良导体。当带电的积雨云移来时，云层与金殿顶部之间会形成巨大的电势差。已知当电场强度超过时，空气将被击穿而产生电弧。现有一片带电的乌云，距金殿顶部300m，发生闪电时，乌云与金殿间的电势差至少为。 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 根据确定闪电前瞬间乌云与避雷针之间的电势差的大小．解决本题的关键掌握匀强电场电势差与电场强度的关系公式，即。 【解答】 解：乌云与建筑物间的距离，则闪电前瞬间乌云与避雷针之间的电势差的大小：。故D 正确。 故选。   2.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，能通过自身发出的生物电获取食物、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，可击昏敌害。则身长50cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达 A. 50V B. 500V C. 5000V D. 50000V 【答案】C 【解析】解：由匀强电场的电场强度公式得： ，故ABD错误，C正确； 故选：C。 根据匀强电场的电场强度公式求出放电时产生的瞬间电压。 解决本题的关键掌握匀强电场的电场强度公式，知道该公式只适用于匀强电场的计算。 3.某匀强电场的等势面分布如图所示，已知相邻等势面的间距均为1cm，则以下说法中正确的是 A. 电场强度的方向竖直向下 B. 电场强度的方向竖直向上 C. 电场强度的大小为 D. 电场强度的大小为 【答案】D 【解析】 电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，根据匀强电场场强与电势差的关系求出电场强度的大小。 本题考查电场线与等势面的关系、场强与电势差的关系，公式中，d是沿电场线方向两点间的距离。 【解答】 根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左。 两个相邻等势面相距，电势差，则电场强度，故ABC错误，D正确。   4.如图A，B，C三点都在匀强电场中，已知，，，把一个电荷量的正电荷从A移到B，电场力的做功为零；从B移到C，电场力做功为，则该匀强电场的场强大小和方向是 A. ，垂直AC向左 B. ，垂直AC向右 C. ，垂直AB斜向上 D. ，垂直AB斜向下 【答案】D 【解析】 根据电场力做功与电势差的关系，求出以及，进而根据电场线与等势面垂直找到电场线，再根据沿电场线方向，电势逐渐降低进而判断电场线的方向。 本题主要考查电势差与电场强度的关系式，解题的关键在于找到等势面，进而根据电场线与等势面垂直找到电场线。 【解答】 把电荷q从A移到B，电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线AB即为等势线，场强方向应垂直于等势面；又因为 ，B点电势比C点低173V，因电场线指向电势降低的方向，所以场强的方向必垂直于AB斜向下，场强大小为：，故ABC错误，故D正确。 故选D。   5.如图，中，匀强电场的电场线平行于所在平面，且a、b、c点的电势分别为、、下列说法中正确的是 A. 电场强度的方向沿ac方向 B. 电场强度的大小为 C. 电子从a点移动到b点，电势能减少了 D. 电子从c点移动到b点，电场力做功为 【答案】B 【解析】 匀强电场的电场线为相互平行间隔相等的平行线，而等势线与电场线垂直； 由题意知AC两点的电势相等，是一条等势线，根据电场线与等势线的特点可确定电场线的方向， 再根据公式求出电场强度。根据求电场力的功，根据电场力做功判断电势能变化。 本题的关键在于找出等势面，然后才能确定电场线，要求学生明确电场线与等势线的关系，能利用几何关系找出等势点，再根据等势线的特点确定等势面。知道公式应用时d为沿着电场线方向的距离。 【解答】 A.由题知a和c组成的平面为等势面，因此电场线垂直于ac指向b的方向，如图所示，故A错误； B.设b到ac的距离为d，则，电场强度 ，故B正确； C.电子从a点移动到b点的过程中电场力做功为eU，电势能增加，故C错误； D.同理电子从c点移动到b点的过程中，电场力做功为，故D错误．    6.如图所示的匀强电场场强为，abdc为矩形，ab边平行于电场线，，。则下述计算结果正确的是      A. a、d之间的电势差为 B. a、c之间的电势差为 C. 将q的点电荷沿矩形路径abdc从a移动到c，电场力做功为 D. 将q的点电荷沿abd或acd从a移动到d，电场力做功都是 【答案】D 【解析】 根据匀强电场中场强与电势差的关系可以计算出两点之间的电势差；根据可以计算出电场力做的功。 公式和中的d都是沿场强方向的距离。 【解答】 A.ad之间沿电场线方向的距离为ab之间的距离，则