高一暑假作业(16) 电势差与电场强度的关系-【步步维赢·必刷题】2024年高一物理暑假作业

高一暑假作业（十六）电势差与电场强度的关系 知识点记 2.关于场强E的几个表达式 公式 适用范围 说明 1.对U=d和E-号的理解 定义式，g为试探 E= 任何电场 (1)关系式表明了电场强度与电势差的 电荷的电量 关系 Q为场源电荷的 真空中点 由E U 可知，电场强度 E=9 电量，E表示跟点 电荷形成 电荷相距r处的某 大小关系 在数值上等于沿电场方向 的电场 点的场强 每单位距离上降低的电势 U为沿电场线方 匀强电场 向上相距为d的 电场中电场强度的方向就 E-d 方向关系 两点间的电势差 是电势降低最快的方向 精典题练 电场强度是电势差对空间 物理意义 位置的变化率，反映了电 1.在一个匀强电场中有a、b两点，相距为 势随空间变化的快慢 d,电场强度为E,把一个电荷量为q的正 电荷由a点移到b点时，克服电场力做功 (2)在非匀强电场中，公式E-号可用来 为W,则下列说法正确的是 ( A.该电荷在a点的电势能较b点大 定性分析向题，由E-Y可以得出结论 B.a点电势比b点电势低 在等差等势面越密的地方电场强度就越 C.a、b两点电势差大小一定为U=Ed 大，如图甲所示.再如图乙所示，a、b、c为 D.a,b两点电势差U-W 某条电场线上的三个点，且距离ab=bc, y/m 由于电场线越密的地方电场强度越大， 2.在匀强电场中平行于电场 故U<Uk. 的方向建立一直角坐标系， 如图所示.从坐标原点 0 B x/m 沿十y轴前进0.2m到A点，电势降低了 10√2V,从坐标原点沿十x轴前进0.2m 到B点，电势升高了10√2V,则匀强电 场的场强大小和方向为 ·40 A.50V/m,方向B→A 6.如图所示，实线表示某静电场的电场线， B.50V/m,方向A→B 虚线表示该电场的等势面，1、2两点间距 C.100V/m,方向B→A 离与3、4两点间距离相等，下列判断正 D.100V/m,方向垂直AB斜向下 确的是 3关于U和Wa=q0的理解，正 确的是 ( ) A.电场中的A、B两点间的电势差和两 点间移动电荷的电荷量q成反比 B.在电场中A、B两点移动不同的电荷， A.2、3两点的电势相等 电场力的功WB和电荷量q成正比 B.1、3两点的电场强度相等 C.UB与q、WB有关，且与WB成正比 C.1、2两点的电场强度相等 D.WAB与q、U无关，与电荷移动的路径 D.1、2两点间的电势差与3、4两点间的 无关 电势差相等 4.关于电场强度的三个公式：①E= F 7.如图所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个 点，它们正好是一个平行四边形的四个 ②E=k号③E-号的适用范围，下列说 U 顶点，电场线与平行四边形所在的平面 法中正确的是 平行.已知a点的电势是2V,b点的电势 A.三个公式都只能在真空中适用 是5V,c点的电势是9V.由此可知，d B.公式②只能在真空中适用，公式①和 点的电势为 ③在真空中和介质中的任何电场中都 适用 C.公式②和③只能在真空中适用，公式 ①在真空中和介质中都适用 A.6V B.7V D.公式①适用于任何电场，公式②只适 C.9V D.5V 用于真空中点电荷形成的电场，公式 8.如图所示，MN是由一 ③只适用于匀强电场 个正点电荷Q产生的 5.关于静电场，下列说法正确的是 电场中的一条电场线， A.电场强度为零的地方，电势也为零 一个带正电的粒子十q飞入电场后，在电 B.任一点的电场强度方向总是指向该点 电势降落最快的方向 场力的作用下沿一条曲线运动，先后通 C.电场线越密的地方相等距离两点间的 过a、b两点，不计粒子的重力，则( 电势差越大 A.粒子在a点的加速度小于在b点的加 D.根据公式U=Ed可知，在匀强电场 速度 中a、b间的距离越大，电势差就越大 B.a点电势p。小于b点电势96 ·41· C.粒子在a点的动能E小于在b点的 (1)C和D两点的电势、两点间的电势 动能E 差各为多少？ D.粒子在a点的电势能Em小于在b点的 (2)将点电荷q=2×10-2C从C点匀速 电势能E 移到D点时外力做多少功？ 9.(多选)用电场线能很直观、很方便地比 较电场中各点场强的强弱，如图甲是等 量异种点电荷形成电场的电场线，图乙 是电场中的一些点：O是电荷连线的中 点，E、F是连线中垂线上相对于O对称 的两点，B、C和A、D也相对于O对称. 则 A.E、O、F三点比较，O点电势最高 B.A、D两点场强大小相等，方向相同 C.E、O、F三点比较，O点场强最强 D.B、O、C三点比较，O点场强最强 10.如图所示，平行金属带电极板A、B间可看 成匀强电场，场强E=1.2×10V/m,极板 间距离d=5cm,电场中C点和D点到 A、B两板的距离均为0.5cm,B板接 地，求： C ·D ·42·的值，所以A、B错.克服静电力做功6X108J, 4.D由W=gU可知，W1=W2;由Wa=Ud·q, 则电势能增加了6×10J,所以C对、D错. W。>0,g>0,可知Ud>0,故91>p2 5.C因无限远处的电势为零，则正电荷在M点 9,D正确. 的电势能为-8.0×10°J,负电荷在N点的电 5.B根据电势差和电场力做功的公式U= WA超 势能为9.8X10.由g-E可知，M,N两点 可知，两点间的电势差等于电荷从其中一点移 的电势9w<0,gv<0,且gpv>|pM,故pN< 到另一点时，电场力所做的功与所带电荷量的 9<0,选项C正确. 比值，故A错误；1C的电荷从电场中一点移到 6.A若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷 另一点：如果该过程中电场力做了1J的功，则 所受电场力向右，则正电荷向B运动，电场力做 这两点间的电势差就是1V,故B正确：在两点 正功，电势能减少：若在C点无初速度地释放负 间移动电荷时，电场力做功的多少与电荷量、两 电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向A运 点间的电势差有关，故C错误；两，点间的电势差 动，电场力做正功，电势能减少， 是由电场本身决定的，与检验电荷无关，故D 7.B由于电场为匀强电场，可得到粒子在A点 错误. 的加速度与C点的加速度大小相等，故A错误： 6.C相邻等势线的电势差相等，则电荷经过相邻 粒子带正电，粒子在B点受电场力方向向左，故 等势线时电场力做功相等，动能减小量相等，正 电场线方向向左，又有：沿着电场线电势降低， 电荷在等势线上时具有动能20J,在等势线 所以9>9，从A到C电场力做负功，电势能 91上时动能为零，动能的减小量为20J,则电荷 增加，所以粒子在A点的电势能比在C点的电 经过④等势线时的动能为10J,其中p2=0,所 势能小，故B正确，C、D错误. 以电荷的动能与电势能的总和为10J,根据能 8.ABD由电场线的疏密程度可知，E.>E6,再由 量守恒定律，电势能为4】时它的动能为6J,C a=E=g5知，A项正确：电场力的方向指向曲 选项正确， 7.A由于W=一qU-A,U=A=Pn一9A=一PA: 线的内侧，即沿电场线指向左，粒子从运动到 。,E=一q9=一W,选项A正确. b处，电场力做负功，动能减小，电势能增大，所 所以 以B、D项正确，C项错误. 8.D由粒子的轨迹知电场力的方向偏向右，因粒 9.解析：从A到B静电力做的功为W=一3.0× 子带负电，故电场线方向偏向左，由沿电场线方 10"J.A、B两点间的电势差为 向电势降低，可知Pv<gM,Ew<EN.N点的电 _Wa=-3.0×10 场线比M点密，故场强Eu<EN,由加速度a UA=- q 5.0×108 -V=-60V,B点电 势高于A点电势. E知uw<a粒子若从N点运动到M点，电场 根据B=9A一9m,得A点的电势为 力做正功，动能增加，故U>UN,综上所述，选项 9%=U+9B=(-60V)+20V=-40V. D正确. q从A到B克服静电力做功，电势能一定增加， 9.ACD等势面相交，则电场线一定相交，故在同 △E,=|W|=3.0×10J. 一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不 答案：一60V-40V增加3.0×106J 符.故A错误：电场线与等势面垂直，B正确：同 一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定 10.解析：(1)静电力做负功，电荷的电势能增加， 因无限远处电势能为零，因为WA=E。一 相同，C错误；将负电荷从高电势处移动到低电 势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电 E4,所以电荷在A点具有的电势能 势.所以电场力方向与运动方向相反，电场力做 E=1×10J: 负功，D错误. (2)A点的电势为9A EA=100V: 10.解析：(1)U“= WA世 q 答案：(1)增加1×10-6J(2)100V -2.4×10 高一暑假作业（十五）电势差 = -6×106 -V=4V 1.D电场强度E与F、q无关，由电场本身决定， A错误：电容C与Q、U无关，由电容器本身决 Ux= 1.2×10-5 6X10-V 4V 9=2 B-E 定，B错误：E=k是决定式，C错误：故选D. =-2V. P=0 2.C因为Um=9-9=75V0,所以9>9g,因 (2)UA=PA一9a,Ux= 为Um=-=一200V<0,所以p<,又 PB c Ux=Us+Ux=75V+(-200)V=-125V<0, 又pm=0,故94=4V,9C 所以9≤Pe,则gc>p之PBC正确. =2V. CPe-2 y 3.A在等势面上移动电荷，电场力不做功并不是 (3)如图所示. 电荷不受电场力的作用，而是电场力和电荷的 答案：(1)4V-2V(2)4V2V(3)见 移动方向垂直，电场力做功为零，因此A项错 解析图 误.等势面上各，点的电势相等，但是场强是否相 高一暑假作业（十六）电势差与电场强度的关系 等则不一定，如在点电荷形成的电场中，等势面 1.B正电荷由a,点移到b点时，电场力对电荷做 上各，点的场强的大小相等，但是方向却不同，因 负功W,电势能增加，该电荷在a,点的电势能较 此B项正确，根据所学各种等势面的分布情况 b点小，选项A错误；a点电势比b点电势低，故 可知，C、D两项是正确的. 选项B正确：当a、b两，点在同一电场线上时， ·58· U=Ed,本题a、b是否在同一电场线上不确定， 10.解析：(1)因正极板接地，故板间各点电势均小 则U的大小不一定等于Ed,故选项C错误：电 于零，由U=Ed得 荷从α移动到b,克服电场力做功W,根据电势 Um=EdD=1.2×102×0.5×102V= 差的定义U=W,选项D错误 0.6V. 即pD=-0.6V 2.C连接AB(图略)，由题意可知，AB中点C点 由于dm=5cm-0.5cm=4.5cm=4.5× 电势应与坐标原点O相等，连线OC即为等势 102m, 线，与等势线OC垂直的方向为电场的方向，故 所以Ug=一Edm=-1.2×102×4.5X 电场方向由B→A,其大小E=y 102V d =-5.4V,即9=-5.4V. 102+102V/m=100V/m,故选项C正确. 所以Ucp=9c-9n=-5.4V-(-0.6V)= √2×0.2 -4.8V. 3.B电场中两点间的电势差由电场及场中两点 (2)因为点电荷匀速移动，外力所做的功等于 的位置决定，跟移动电荷的电荷量无关，故A、C 点电荷克服电场力所做的功，W”=qUD|= 错误；而电场力做功表达式为：W=gU,可知电 2×102×4.8J=9.6×102J. 场力做功既与两点间的电势差有关，又与被移 答案：(1)-5.4V-0.6V-4.8V 动电荷的电荷量有关，跟电荷移动的路径无关， (2)9.6×10-2J 故B正确、D错误 高一暑假作业（十七）电容器的电容 4.D公式①为电场强度大小的定义式，适用于任 1.A 电容器充电后两板带等量异种电荷，A正 何电场：公式②为库仑定律与公式①的导出式， 确；电容器的带电荷量等于任一极板带电荷量 故适用于真空中点电荷的电场：公式③为匀强 的绝对值，B错误：电容器的电容仅由本身性质 电场中电场强度的决定式，只适用于匀强电场. 决定，与外界因素无关，C错误；电容器两极板 5.B电场强度与电势没有直接关系，电场强度为 间电势差每增加1V,电容器的带电荷量增加值 零时，电势不一定为零：电势为零，电场强度不 等于电容值，D错误. 一定为零，故A错误；顺着电场线方向电势降 2.A两粒子同时从静止开始，在电场力作用下做 低，电场强度的方向是电势降低最快的方向，故 匀加速直线运动，同时经过某一平面，它们在相 B正确：电场线越密的地方电场强度大，但是若 两点间不一定沿电场线，则电势差不一定大，故 同时间内位移之比为2：3，根据x三7a1,可 C错误；公式U=Ed中d为沿电场线的距离. 若ab两点不沿电场线，则电势差不一定大，故D 知它们的加速度之比为2：3.粒子受到的电场 错误， 力F=qE,结合牛顿第二定律得4=E,由于两 6.A由题可得，2、3处于同一条等势线上，所以 2、3两点的电势相等，A正确：电场线的疏密表 粒子所受电场力大小相等，故质量之比应为 示电场的强弱，由题图可得，1、3两点的电场强 3:2,A正确. 度的大小不相同，方向不同，B错误：同理可得， 3.D 1、2两，点的电场强度的大小不相同，方向相同， 4.A C错误；根据U=dE及1、2两，点间的电场线比 5.D电容是描述电容器储存电荷特性的物理量， 3、4两，点间的电场线密集，可知1、2两，点间的电 一旦电容器喷定了，电容C使不再变化.C=号 势差大，D错误. 7.A匀强电场中，在同一方向上每前进相同的距 是定义式，不是决定式，无论带电荷量Q和电压 离，电势的改变量相等：故9一三9一9，代 U如何变化，其比值始终不变. 入数据有2V-u=5V-9V,解得9u=6V, 6.A电容器的电容与电容器板间电压无关，加电 故A正确. 压或不加电压、带电荷量多或少时，电容都是 8.C由图可知粒子受力应向左，因粒子带正电， 10F,故A正确，B、D错误.50V是电容器的 故电场线的方向应向左，故正点电荷Q应在N 额定电压，表示这个电容器的长期工作电压不 一侧，故a点的场强大于b点的场强，故粒子在 能高于50V,故C错误. a点的电场力大于b,点电场力，故在4点的加速 度大于在b点的加速度，故A错误；沿电场线的 7.C电场力F=qE、两板间的电场强度E= d 方向电势降低，故a点的电势大于b点的电势， 故B错误：粒子由a到b过程中，电场力做正 两板板间的电势差U=是，所以F=9E=盟 功，故动能增大，故a点的动能小于b点的动 -9Q 能，故C正确；电场力做正功，故电势能减小，故 Ca 在a点的电势能E大于在b点的电势能Ew, 8.AB本题中两平行金属板可视为一个电容器. 故D错误. 由于电容器一直与源连接，所以电容器两极板 9.BC等量异种，点电荷连线的中垂线是一条等势 之间的电压不变.如果M板向下平移一小段距 线，E、O、F三点电势均为0，故A错误：根据对 称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则 离，由E= 日可知，极板之间的电场强度E增 A、D两点场强大小相同，由图看出，A、D两点 大，极板之间的，点电荷受到的电场力(F=qE) 场强方向相同，故B正确：由图看出，E、O、F三 变大，选项A正确，根据平行板电容器的决定式 点比较，O点场强最强，故C正确：由图看出，B ES O、C三点比较，O点场强最弱，故D错误， C= 4k可知，板间距离d减小，电容C增大， ·59