(练习)课时分层作业5 电势差与电场强度的关系-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(教科版2019)

课时分层作业(五)　电势差与电场强度的关系 考点一　对关系式U＝Ed和E＝的理解 1．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(　　) A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 B．沿电场线方向上，相同距离上电势降落一定相等 C．电势降落的方向一定是电场强度的方向 D．电势降落最快的方向不一定是电场强度的方向 B　[公式UAB＝Ed中的d是沿电场强度的方向上两点间的距离，A错误；沿电场线方向上，相同距离上电势降落相等，B正确；在匀强电场中，沿不同方向电势均可减小，但沿电场强度方向电势降落最快，C、D错误。] 2．正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电。若观察到某次闪电的火花长约100 m，且已知空气的击穿电场强度为3×106 V/m，那么发生此次闪电的电势差约为(　　) A．3×108 V　　　　　　 B．3×106 V C．3×104 V D．3×10－5 V A　[将空气中的电场视为匀强电场，由U＝Ed，可得U＝3×108 V，A正确。] 3．如图所示，三个同心圆是点电荷q周围的三个等势面，A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点，且AB＝BC。A、C两点的电势分别为φA＝10 V和φC＝2 V，则B点的电势(　　) A．等于6 V B．低于6 V C．高于6 V D．无法确定 B　[因点电荷所形成的电场离点电荷越远电场强度越小，故有φA－φB＞φB－φC，即φB＜＝6 V，B正确。] 4．(多选)如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点。a、b电势分别为φa＝5 V，φb＝3 V，下列叙述正确的是(　　) A．该电场在c点处的电势一定为4 V B．a点处的场强Ea一定大于b点处的场强Eb C．一正电荷从c点运动到b点，电势能一定减少 D．一正电荷运动到c点时受到的电场力由a指向c CD　[该电场不一定是匀强电场，无法比较a、b两点的电场强度大小，c点的电势也不一定为4 V，但电场方向由a→b，正电荷在c点所受电场力方向一定由a指向c，正电荷由c运动到b的过程中，电场力做正功，电势能一定减少，故C、D正确，A、B错误。] 5．如图所示在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4 cm。电场方向与三角形所在平面平行。已知M、N和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V，则电场强度的大小为(　　) A．150 V/m　　　　　　　 B．75 V/m C．225 V/m D．75 V/m A　[过P点作斜边MN的垂线交MN于O点，由几何知识可知N、O间的距离NO＝2 cm，M、O间的距离MO＝6 cm，由匀强电场的特点和几何关系得O点的电势为φO＝12 V，即O、P两点在同一等势面上，电场强度E＝＝150 V/m，故A正确，选项B、C、D错误。] 考点二　对电场强度的进一步理解 6．在下列静电学公式中，F、q、E、U和d分别表示静电力、电荷量、电场强度、电势差及沿电场线方向的距离，①F＝k，②E＝k，③E＝，④U＝Ed，有关四个公式的下列说法中正确的是(　　) A．它们都只对点电荷或点电荷的电场成立 B．①②③只对点电荷或点电荷的电场成立，④对任何电场都成立 C．①②只对点电荷成立，③对任何电场都成立，④只对匀强电场成立 D．①②只对点电荷成立，③④对任何电场都成立 C　[E＝是电场强度定义式，适用于任何电场；F＝k适用于真空中的点电荷；E＝k是点电荷电场强度决定式，只适用于点电荷；U＝Ed适用于匀强电场，故选项C正确，A、B、D错误。] 7．(多选)如图所示，A、B两板间电压为600 V，A板带正电并接地，A、B两板间距离为12 cm，C点离A板4 cm，下列说法正确的是(　　) A．E＝2 000 V/m，φC＝200 V B．E＝5 000 V/m，φC＝－200 V C．电子在C点具有的电势能为－200 eV D．电子在C点具有的电势能为200 eV BD　[A板接地，则其电势为零，又因为A、B两板间的电压为600 V，则B板电势为－600 V，由此知C点电势为负值，则A、B两板间场强E＝＝＝50 V/cm＝5 000 V/m，φA－φC＝EdAC＝50 V/cm×4 cm＝200 V，φC＝－200 V，选项A错误，B正确；电子在C点具有的电势能为200 eV，选项C错误，D正确。] 8．(多选)如图所示，在电场中任取一条电场线，a、b两点相距为d，则(　　) A．a点的场强一定大于b点的场强 B．a点的电势一定高于b点的电势 C．a、b两点的电势差一定等于Ed(E为a点场强) D．a、b两点的电势差在数值上等于单