课后提升练(七) 电势差与电场强度的关系（Word练习）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

课后提升练(七)　电势差与电场强度的关系 [对应学生用书P164] 1．(2021·山西晋中高二上期末)一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则(　　) A．粒子一定带正电 B．粒子的运动是匀变速运动 C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大 D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大 B　解析：粒子在匀强电场中，所受电场力为恒力，做匀变速运动，由于φa>φb>φc>φd，所以电场线垂直于等势面由a指向d，根据粒子运动轨迹，可知其受力由d指向a，即该粒子带负电，从A点到B点的运动过程中，粒子的动能在增大，电势能在减小，综上所述，B正确。 2．(2021·河北衡水高二上月考，多选)两个不规则的带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直，a、b、c、d为电场中几个点，并且a、d为紧靠导体表面的两点，以无穷远为零电势点，则(　　) A．场强大小关系有Eb＞Ec B．电势大小关系有φb＞φd C．将一负电荷放在d点时其电势能为负值 D．将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功 BD　解析：由电场线的疏密表征电场强度的大小可知，Eb＜Ec，故A错误；沿着电场线方向电势降低，达到静电平衡状态的导体是等势体，可知φb＞φd，故B正确；由于a点电势高于d点电势，将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做功W＝q(φa－φd)＞0，为正功，故D正确；由于无穷远处为零电势点，故d点电势为负，负电荷放在d点时其电势能Epd＝(－q)×φd＞0，为正值，故C错误。 3．如图所示，虚线是等势面，相邻的两等势面的电势差都相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该带正电的小球的运动轨迹，小球在a点的动能为20 eV，运动到b点的动能为2 eV，若取c点为零电势点，则当这个小球的电势能为－6 eV时，它的动能为(不计重力和空气阻力)(　　) A．16 eV B．14 eV C．6 eV D．4 eV B　解析：设相邻两等势面间的电势差为U，小球的电荷量为q，小球从a到b和从b到c分别根据动能定理得－q·3U＝Ekb－Eka，qU＝Ekc－Ekb，解得Ekc＝(Eka＋2Ekb)＝(20＋2×2) eV＝8 eV，因为c点电势为0，所以小球在c点时的电势能为0，小球在电场中运动只有电场力做功，所以小球的动能和电势能的总和保持不变，恒为8 eV，所以当小球的电势能为－6 eV时，它的动能为14 eV，B正确。 4．如图所示，半径为40 cm的圆处在竖直平面内，该平面内存在匀强电场。位于圆上的S点有一放射源向各个方向发射电子，电子能够到达圆上任一位置，比较到达圆上各点的电子，发现到达A点的电子动能的增加量最大，增加量为120 eV，已知∠OSA＝30°，则此匀强电场的场强大小为(　　) A．100 V/m B．100 V/m C．200 V/m D．200 V/m C　解析：到达A点的电子的动能增加量最大，即电场力做正功最多，说明等势面在A点与圆相切，即和OA相互垂直，且场强方向沿AO方向，如图所示。SA间的电势差为USA＝＝－＝－120 V，由几何关系可知，∠OSA＝∠OAS＝30°，SA＝2r·cos 30°＝r，由匀强电场的电势差与场强关系有USA＝－E·SA·cos 30°＝－E·r，解得E＝200 V/m，故选C。 5．(多选)图中虚线A、B、C、D表示匀强电场的等势面，一带正电的粒子只在电场力的作用下，从a点运动到b点，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是(　　) A．等势面A电势最低 B．粒子从a运动到b，动能减小 C．粒子从a运动到b，电势能减小 D．粒子从a运动到b的过程中电势能与动能之和不变 CD　解析：电场线与等势面垂直，带正电粒子所受电场力的方向与场强方向相同，曲线运动所受合力指向曲线的凹侧；带正电的粒子只在电场力的作用下，从a点运动到b点，轨迹如图中实线所示，可画出电场线和粒子速度及受力方向如图所示，则电场力的方向向右，电场线的方向向右，顺着电场线电势降低，等势面A电势最高，A错误；粒子从a运动到b，只受电场力，电场力的方向与运动方向成锐角，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增加，只受电场力作用，粒子的电势能与动能之和不变，B错误，C、D正确。 6．有一静电场，其电势φ随x坐标的改变而改变，变化的图像如图所示，若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放，电场中P、Q两点的横坐标分别为1 mm、4 mm，下列说法正确的是(　　) A．粒子将沿x轴正方向一直向前运动 B．粒子在P点与Q点加速度大小相等、方向相反 C．粒子经过P点与Q点时，动能相等 D．粒子经过P点与Q点时，电场