10.3电势差与电场强度的关系（同步作业）-【鼎力课堂】2024-2025学年高二物理同步备课精编优选课件+同步作业（人教版2019必修第三册）

第3节　电势差与电场强度的关系 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．如图所示的匀强电场场强为1×102N/C，ab平行于电场线，ab＝cd＝4cm，ac＝bd＝3cm。则下述计算结果正确的是（　　） A．ab之间的电势差为4V B．ac之间的电势差为3V C．将q＝－5C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做功是－80J D．将q＝－5C的点电荷沿abc从a移动到c，电场力做功是80J 2．如图坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为24V，点B处的电势为12V，则电场强度的大小为（    ）    A．400V/m B．500V/m C．600V/m D．1000V/m 二、匀强电场中U＝Ed的两个推论 3．如图，A、B、C、D为一匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，其中，，电场线与矩形所在平面平行．将的正电荷从A点移到B点，电场力做功；将这个电荷从B移到D点电势能增加了，设A点电势为零．下列说法正确的是（    ） A．B点的电势为4V B．AD两点间的电势差为12V C．匀强电场的电场强度大小为200V/m D．若将该电荷从A点移到D点，电场力做的功为 4．如图所示，在匀强电场中有四点，它们处于同一圆周上，且分别是圆的直径，已知三点的电势分别为，则此圆的圆心与点的电势差为（　　） A． B． C． D． 5．下列叙述中正确的是（静电力常量为k）（　　） A．电场强度适用于任何电场 B．公式中的q是场源电荷的电荷量，q越大，则电场强度越小 C．公式适用于真空中点电荷的电场，式中的Q是场源电荷的电荷量 D．由可知，d不变时，U越大，则电场强度越大 6．电场中某区域的电场线分布如图所示。a、b、c是电场中的三个点且ab=bc，a、b、c点的电场强度分别用为Ea、Eb、Ec，a、b、c的点电势分别为：φa、φb、φc。a、b之间的电势差Uab，b、c之间的电势差为Ubc。在下面的判断中正确的是（　　） A．φa<φc B．φb>φc C．Uab>Ubc D．Uab<Ubc 7．如图所示，边长为0.1m的正六边形ABCDEF置于匀强电场中，且正六边形所在平面和电场线平行。A、B、D三个顶点处的电势分别为1V、2V、3V。下列说法正确的是（　　） A．通过CD两点的直线为电场中的等势线 B．匀强电场的电场强度大小为10V/m C．AE连线中点的电势为1.5V D．将一个电子由E点移动到D点，电子的电势能将增加 8．如图所示，位于匀强电场中的直角三角形ABC与电场强度方向平行，∠C为直角，D为AB中点，直角边BC的长度为2cm，sin∠A=0.6，cos∠A=0.8。已知A、C、D三点的电势分别为8V、-2V和3V，则下列说法正确的是（　　） A．B点和C点位于同一等势面 B．匀强电场的方向为由D指向C C．匀强电场的电场强度大小为375V/m D．将一电子由C点移至A点，电子的电势能增加10eV 9．有一匀强电场的方向平行于平面，平面内、、、四点的位置如图所示，、分别垂直于轴、轴，其中、、三点电势分别为、、，使一电荷量为的点电荷由点开始沿路线运动，则下列判断正确的是（　　） A．坐标原点的电势为 B．电场强度的大小为 C．该点电荷在点的电势能为 D．该点电荷从点移到点过程中，克服电场力做功 10．匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB区域，如图所示，圆心角，半径，其中C、D、F将圆弧AB四等分。已知，，，以下说法正确的是（　　） A． B． C．电场方向沿AO连线方向 D．场强大小为3V/m 11．空间有一沿轴对称分布的电场，其电场强度随变化的图像如图所示，轴正方向为电场强度的正方向。下列说法中正确的是（　　） A．该电场可能是由一对分别位于和两点的等量异种电荷形成的电场 B．和两点的电势相等 C．正电荷从运动到的过程中电势能先增大后减小 D．原点与两点之间的电势差大于与两点之间的电势差 12．一种电场的某条电场线正好与轴重合，其电势与坐标的关系如图所示，虚线MN是曲线在处的切线，下列说法正确的是（　　） A．图像说明越大场强越大 B．电场方向沿轴的负方向 C．处的场强大小为 D．坐标原点O与处的电势差为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节　电势差与电场强度的关系 1、 匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．如图所示的匀强电场场强为1×102N/C，ab平行于电场线，ab＝cd＝4cm，ac＝bd＝3cm。则下述计算结果正确的是（　　） A．ab之间的电势差为4V B．ac之间的电势差为3V C．将q＝－5C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做功是－80J D．将q＝－5C的点电荷沿abc从a移动到c，电场力做功是80J 【答案】A 【详解】A．ab平行于电场线，则ab之间的电势差故A正确； B．ac与电场线垂直，则ac之间的电势差，故B错误； C．点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做功为0，故C错误； D．ac之间的电势差，电荷从a移动到c，电场力做功为0，故D错误。 故选A。 2．如图坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为24V，点B处的电势为12V，则电场强度的大小为（    ）    A．400V/m B．500V/m C．600V/m D．1000V/m 【答案】B 【详解】坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为24V，则OA中点C的电势为可知BC为等势线，则场强垂直于BC斜向左下方，场强大小故选B。 2、 匀强电场中U＝Ed的两个推论 3．如图，A、B、C、D为一匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，其中，，电场线与矩形所在平面平行．将的正电荷从A点移到B点，电场力做功；将这个电荷从B移到D点电势能增加了，设A点电势为零．下列说法正确的是（    ） A．B点的电势为4V B．AD两点间的电势差为12V C．匀强电场的电场强度大小为200V/m D．若将该电荷从A点移到D点，电场力做的功为 【答案】C 【详解】从到B静电力做功为解得，解得，A错误； B．从到D电势能增加，即静电力做负功，根据静电力做功与电势能的关系，解得，，B错误； C．匀强电场可以分为AB方向的电场强度与方向的电场强度，则，匀强电场的电场强度大小为，C正确； D．若将该电荷从A点移到D点，电场力做的功为，D错误。 故选C。 4．如图所示，在匀强电场中有四点，它们处于同一圆周上，且分别是圆的直径，已知三点的电势分别为，则此圆的圆心与点的电势差为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据几何知识知，ab长度等于cd长度，且线段ab平行于线段cd，根据在匀强电场中平行相等两线段端点之间的电势差相等，则可得点的电势圆心与点的电势差故选A。 5．下列叙述中正确的是（静电力常量为k）（　　） A．电场强度适用于任何电场 B．公式中的q是场源电荷的电荷量，q越大，则电场强度越小 C．公式适用于真空中点电荷的电场，式中的Q是场源电荷的电荷量 D．由可知，d不变时，U越大，则电场强度越大 【答案】ACD 【详解】A．公式是电场强度的定义式，适用于任何电场，故A正确； B．电场强度的定义式属于比值定义法，E与F、q无关，适用于任何电场，q为试探点电荷的电荷量，故B错误； C．公式是点电荷激发场强公式，适用于真空中静止的点电荷，Q为场源电荷，故C正确； D．公式反映了电势差与场强的关系，在d不变时，U越大，场强才越大，故D正确。故选ACD。 6．电场中某区域的电场线分布如图所示。a、b、c是电场中的三个点且ab=bc，a、b、c点的电场强度分别用为Ea、Eb、Ec，a、b、c的点电势分别为：φa、φb、φc。a、b之间的电势差Uab，b、c之间的电势差为Ubc。在下面的判断中正确的是（　　） A．φa<φc B．φb>φc C．Uab>Ubc D．Uab<Ubc 【答案】BD 【详解】AB．由沿电场线方向电势逐渐降低可知，A错误，B正确； CD．由电场线的疏密表示电场强度的大小，因此电场中两点间的平均电场强度则有由电场强度与电势差的关系，可得又有可知，C错误，D正确。故选BD。 7．如图所示，边长为0.1m的正六边形ABCDEF置于匀强电场中，且正六边形所在平面和电场线平行。A、B、D三个顶点处的电势分别为1V、2V、3V。下列说法正确的是（　　） A．通过CD两点的直线为电场中的等势线 B．匀强电场的电场强度大小为10V/m C．AE连线中点的电势为1.5V D．将一个电子由E点移动到D点，电子的电势能将增加 【答案】AC 【详解】A．连接AD，AD中点电势为2V，由正六边形对称性，则EB、AF、CD均为电场中的等势线，故A正确； B．匀强电场的场强大小为故B错误； C．匀强电场中，沿着同一方向，距离相同的两点间电势差相等，又A、E点处的电势分别为1V和2V，故AE连线中点的电势为1.5V，故正确； D．由上得知，E的电势为2V，D点的电势相等为3V，则电子从E点移到D点电场力做正功，而且为 电势能将减小，而不是增加，故D错误。故选AC。 8．如图所示，位于匀强电场中的直角三角形ABC与电场强度方向平行，∠C为直角，D为AB中点，直角边BC的长度为2cm，sin∠A=0.6，cos∠A=0.8。已知A、C、D三点的电势分别为8V、-2V和3V，则下列说法正确的是（　　） A．B点和C点位于同一等势面 B．匀强电场的方向为由D指向C C．匀强电场的电场强度大小为375V/m D．将一电子由C点移至A点，电子的电势能增加10eV 【答案】AC 【详解】AB．D为的中点，则有解得所以B点和C点位于同一等势面中，匀强电场的方向为由A指向C，故A正确，B错误； C．由几何关系可知得根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可得匀强电场的电场强度故C正确； D．将一电子由C点移至A点，由于电子带负电，电势升高，因此电子的电势能减少，故D错误。 故选AC。 9．有一匀强电场的方向平行于平面，平面内、、、四点的位置如图所示，、分别垂直于轴、轴，其中、、三点电势分别为、、，使一电荷量为的点电荷由点开始沿路线运动，则下列判断正确的是（　　） A．坐标原点的电势为 B．电场强度的大小为 C．该点电荷在点的电势能为 D．该点电荷从点移到点过程中，克服电场力做功 【答案】CD 【详解】A．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，故代入数据解得故A错误； B．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等可知，ab中点e电势为 连接Oe则为等势面，如图所示 根据几何关系可知，ab⊥Oe，则ab为一条电场线，且方向由b指向a，电场强度为故B错误； C．该点电荷在c点的电势能为故C正确； D．d点与b点电势相等，则该点电荷从a点移到d点电场中做功为即克服电场力做功，故D正确；故选CD。 10．匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB区域，如图所示，圆心角，半径，其中C、D、F将圆弧AB四等分。已知，，，以下说法正确的是（　　） A． B． C．电场方向沿AO连线方向 D．场强大小为3V/m 【答案】ABC 【详解】AB．连接AB、OC、OD、OE，交点分别为I、H、G，为等边三角形，、为等腰三角形，如图所示 由几何关系可得AI=IG=GB即I、G为AB的三等分点，由于匀强电场电势均匀变化，可得，故OF为电势3V的等势面，由几何关系可得DI连线垂直于OA，与OF平行，为电势6V的等势面，即，故AB正确； C．电场方向垂直于等势面指向电势较低一侧，故沿AO连线方向，故C正确； D．场强大小为故D错误。故选ABC。 11．空间有一沿轴对称分布的电场，其电场强度随变化的图像如图所示，轴正方向为电场强度的正方向。下列说法中正确的是（　　） A．该电场可能是由一对分别位于和两点的等量异种电荷形成的电场 B．和两点的电势相等 C．正电荷从运动到的过程中电势能先增大后减小 D．原点与两点之间的电势差大于与两点之间的电势差 【答案】BD 【详解】A．根据等量异种电荷形成电场的特点可知，在等量异种电荷的连线上，各点的电场强度的方向相同，而题图中电场强度的大小和方向都沿轴对称分布，所以该电场一定不是由一对分别位于和两点的等量异种电荷形成的电场，故A错误； B．E-x图像与x轴所围的面积表示电势差，则由题意可知即所以故B正确； C．由题图可知，从到电场强度方向始终为正，则正电荷运动的方向始终与电场强度方向相同，所以静电力做正功，电势能逐渐减小，故C错误； D．由可得又因为所以故D正确。故选BD。 12．一种电场的某条电场线正好与轴重合，其电势与坐标的关系如图所示，虚线MN是曲线在处的切线，下列说法正确的是（　　） A．图像说明越大场强越大 B．电场方向沿轴的负方向 C．处的场强大小为 D．坐标原点O与处的电势差为 【答案】BC 【详解】AB．图线斜率的绝对值表示电场强度的大小，由图像看出越大图线的斜率越小，则场强越小，随着的增大，电势增大，由沿着电场方向，电势降低，逆着电场的方向，电势升高，可知图甲的电场方向沿轴的负方向，A错误、B正确； C．处图象斜率为则场强的大小为，C正确； D．坐标原点O与处的电势差为，D错误。故选BC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$