第十章 3 电势差与电场强度的关系（课时练习）-2022-2023学年高二新教材物理必修第三册【勤径学升·同步练测】（人教版）

3．电势差与电场强度的关系 [对应素能提升训练第15页] 1．对公式E＝的理解，下列说法正确的是(　　) A．此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差 B．A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大 C．公式中d是指A点和B点之间的距离 D．公式中的d是匀强电场中A、B两点所在等势面间的距离 解析　公式E＝只适用于匀强电场，A错误；公式中的d是A、B两点所在等势面间的距离，A点和B点之间的距离大，等势面之间的距离不一定大，故B、C错误，D正确。 答案　D 2．空气中的负离子对人的健康极为有益，人工产生负离子的最常见方法是电晕放电法。如图所示，在一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5 000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子(负氧离子为－1价离子)，使空气清新化。针状负极与环形正极间距为5 mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则(　　) A．E＝103 N/C，F＝1.6×10－16 N B．E＝106 N/C，F＝1.6×10－16 N C．E＝103 N/C，F＝1.6×10－13 N D．E＝106 N/C，F＝1.6×10－13 N 解析　针状负极与环形正极间的电场为匀强电场，所以E＝＝ V/m＝106 V/m；负氧离子受力F＝qE＝1.6×10－19×106 N＝1.6×10－13 N。 答案　D 3．如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0，点A处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为(　　) A．200 V/m　　 B．200 V/m C．100 V/m　　 D．100 V/m 解析　x轴上OA的中点C的电势为3 V，则BC的连线为等势线，如图所示，电场的方向与等势线垂直，且由电势高处指向电势低处。根据几何图形，O点到BC的距离为d＝1.5 cm，所以E＝＝ V/m＝200 V/m，故A正确。 答案　A 4．如图所示是某电场中的三条电场线，C点是A、B连线的中点。已知A点的电势是φA＝30 V，B点的电势是φB＝－20 V，则下列说法正确的是(　　) A．C点的电势φC＝5 V B．C点的电势φC>5 V C．C点的电势φC<5 V D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 解析　由题图可看出，AC段电场线比CB段电场线密，则AC段场强较大，根据公式U＝Ed可知，AC间电势差UAC大于CB间电势差UCB，所以φC<＝5 V，故C正确，A、B错误。而负电荷在电势低处电势能较大，故D错误。 答案　C 5．如图所示，a、b、c、d、O五点均在匀强电场中，它们刚好是一个半径为R＝0.2 m的圆的圆周上四个等分点和圆心，O、b、c、d三点的电势如图所示。已知电场线与圆所在平面平行，关于电场强度的大小和方向，下列说法正确的是(　　) A．电场强度的方向由O指向b点 B．电场强度的方向由O指向d点 C．电场强度的大小为10 V/m D．电场强度的大小为10 V/m 解析　根据匀强电场中平行等长的线段两端点的电势差相等，可知φa＝4 V，分析知φO＝＝6 V，若电场方向在db方向，则根据场强和等势线垂直及a、c连线和b、d连线垂直，可知a、c两点等势，由已知条件可知，φa≠φc，故电场方向肯定不在db方向，A、B错误；把场强分解到ac和db方向，在ca方向有E1＝ V/m＝10 V/m，在db方向有E2＝ V/m＝20 V/m，又ac⊥bd，故电场强度大小为E＝＝10 V/m，C错误，D正确。 答案　D 6．如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10－4 C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.2 J，已知A、B两点间距离为2 cm，两点连线与电场方向成60°角，求： (1)电荷由A移到B的过程中，电场力所做的功WAB； (2)A、B两点间的电势差UAB； (3)该匀强电场的电场强度E。 解析　(1)因负电荷由A移到B的过程中，负电荷的电势能增加了ΔE＝0.2 J，所以这个过程中电场力对负电荷所做的功WAB＝－ΔE＝－0.2 J。 (2)A、B两点间的电势差 UAB＝＝ V＝1 000 V。 (3)匀强电场的电场强度 E＝＝ V/m＝1×105 V/m。 答案　(1)－0.2 J　(2)1 000 V　(3)1×105 V/m 7．关于静电场，下列说法正确的是(　　) A．电场强度为零的地方，电势也为零 B．任一点的电场强度方向总是指向该点电势降低最快的方向 C．电场线越密的地方相等距离两点间的电势差越大 D．根据公式Uab＝Ed可知，在匀强电场中a、b间的距离越大，电势差就越大 解析　电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零，电势为零，电场强度不一定为零，故A错误；顺着电场线方向电