课时测评7 电势差及其与电场强度的关系-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版2019）

课时测评7　电势差及其与电场强度的关系 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题4分，共40分) 1．(2023·广东深圳高二期末)对于电场中确定的A、B两点，关于表达式UAB＝，下列说法正确的是(　　) A．电势差UAB随着电场力所做的功WAB变化而变化 B．WAB随着试探电荷的运动路径不同而变化 C．试探电荷的电量q的大小直接影响电势差UAB的大小 D．电势差UAB由电场决定，与电场力做的功WAB及试探电荷的电量q无关 答案：D 解析：电势差的定义式为UAB＝，是用比值法定义的物理量，其特点是电势差与试探电荷及电场力做的功无关，由电场强度和两点的位置决定，故A、C错误，D正确；电场力做功与路径无关，只与试探电荷的电量q和初、末位置有关，故B错误。 2．在电场中，A、B两点间的电势差UAB＝60 V，B、C两点间的电势差UBC＝－50 V，则A、B、C三点电势的高低关系是(　　) A．φA>φB>φC B．φA<φC<φB C．φA>φC>φB D．φC>φB>φA 答案：C 解析：因为UAB＝φA－φB＝60 V>0，所以φA>φB。又UBC＝φB－φC＝－50 V<0，所以φB<φC。又UAC＝UAB＋UBC＝60 V＋(－50 V)＝10 V>0，所以φC<φA，可得φA>φC>φB，故C正确。 3.如图为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正点电荷从A经B、C到达D点，则从A至D，电场力对电荷做的功为(　　) A．4.8×10－8 J B．－4.8×10－8 J C．8.0×10－8 J D．－8.0×10－8 J 答案：B 解析：UAD＝φA－φD＝－40 V－(－10 V)＝－30 V，所以WAD＝qUAD＝1.6×10－9×(－30) J＝－4.8×10－8 J，故B正确。 4．对公式E＝和U＝Ed的理解，下列说法正确的是(　　) A．公式U＝Ed适用于计算任何电场中两点间的电势差 B．由U＝Ed知，两点间距离越大，则这两点的电势差越大 C．由E＝知，匀强电场中两点沿电场线方向的距离越大，则电场强度越小 D．公式中的d是匀强电场中两点所在的两等势面之间的距离 答案：D 解析：公式U＝Ed只适用于计算匀强电场中两点间的电势差，故A错误；由U＝Ed可知，当E一定时，两点间沿电场线方向距离越大，则这两点的电势差越大，故B错误；匀强电场场强处处相同，与距离无关，故C错误；公式中的d是匀强电场中两点所在的两等势面之间的距离，即沿电场线方向的距离，故D正确。 5．(2023·广州市广雅中学高二期末)空中有两块乌云，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差为3×109 V且保持不变。已知空气的电场强度达到3×106 V/m时将被击穿放电，若可把乌云间的电场近似看作匀强电场，则形成闪电时两块乌云至多相距(　　) A．10 m　　 B．100 m　　C．1 000 m D．10 000 m 答案：C 解析：根据E＝可得形成闪电时两块乌云的最大距离d＝＝ m＝1 000 m，故选C。 6.(多选)如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN。P点在y轴右侧，MP⊥ON。则下列说法正确的是(　　) A．M点的电势比P点的电势高 B．将负点电荷由O点移动到P点，电场力做正功 C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D．M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差 答案：AD 解析：根据电场线和等势面的关系，可以判断出M点的电势比P点的电势高，A正确；将负点电荷由O点移到P点，电场力做负功，B错误；根据U＝Ed进行定性分析可知UMN<UOM，C错误，D正确。 7.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φA＝30 V，B点的电势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 答案：C 解析：由题图知，AC段电场线比CB段电场线密，则AC段平均场强较大，根据公式U＝Ed可知，A、C间电势差UAC大于C、B间电势差UCB，所以UAC>UAB＝25 V，即φA－φC>25 V，又φA＝30 V，可知φC<5 V，故C正确，A、B错误；负电荷在电势低处电势能较大，故D错误。 8.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa＝50 V，φc＝20 V，则a、c连线中点b的电势φb(　　) A．等于35 V　 B．大于35 V C．小于35 V D．等于35 V 答案：C 解析：从电场线的疏密可以看出ab段场强大于bc段场强，由U＝Ed可以判断Uab>Ubc，即φa－φb>φb－φc，所以φb<35 V，故C正确。 9.(2023·广东梅州高二月考)如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，ab＝0.2 m，cd与电场方向平行，a、b两点间的电势差Uab＝20 V。则(　　) A．电场强度的大小E＝100 V/m B．b点的电势比d点的低5 V C．将电子从c点移到d点，电场力做正功 D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能 答案：D 解析：a、b两点间的电势差Uab＝20 V，则电场强度的大小为E＝＝200 V/m，A错误；b、d两点的电势差为Ubd＝200×0.05 V＝10 V＝φb－φd，b点的电势比d点的高10 V，B错误；电子带负电，电场强度方向向右，电子受到的电场力方向向左，则将电子从c点移到d点，电场力做负功，C错误；由于沿电场线电势降低，则有φa<φc，电子带负电，则有Epa＝－eφa>－eφc＝Epc，则电子在a点的电势能大于在c点的电势能，D正确。 10.将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图，若a、b、c、d为电场中的点，其中b、c在金属球的外表面，ab＝cd，a、b、c、d各点的电势分别为φa、φb、φc、φd。则下列判断正确的是(　　) A．试探电荷＋q在a点的电势能比在b点的小 B．将电子从a点移到b点的过程中，电场力做正功 C．φa>φb＝φc>φd D．Uab＝Ucd 答案：C 解析：沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势比b点的高，根据Ep＝qφ，可知试探电荷＋q在a点的电势能比在b点的大，A错误；同理可知电子在a点的电势能比在b点的小，将电子从a点移到b点的过程中，电场力做负功，B错误；a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而d点所在处的电场线从金属球出发到无穷远，所以金属球的电势高于d点的电势，即a点的电势比d点的高，金属球放在Q的电场中，其外表面是等势面，b、c在金属球的外表面，则b、c两点的电势相等，即φa>φb＝φc>φd，C正确；电场线的疏密程度表示场强的大小，由题图可知ab段和cd段的平均场强大小不相等，根据U＝Ed，可知a、b两点之间的电势差与c、d两点之间的电势差不相等，D错误。 11．(10分)在电场中把一个带电荷量为6×10－6 C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3×10－5 J；再将电荷从B点移到C点，电场力做功1.2×10－5 J。求： (1)A与B、B与C两点间的电势差； (2)以B点为电势零点时，A、C两点的电势各为多少？ 答案：(1)5 V　－2 V　(2)5 V　2 V 解析：(1)由A到B电场力做负功，WAB＝－3×10－5 J 所以UAB＝＝ V＝5 V 由B到C电场力做正功，WBC＝1.2×10－5 J 所以UBC＝＝ V＝－2 V。 (2)以B为电势零点时 UAB＝φA－φB，φB＝0，则φA＝5 V UBC＝φB－φC，φB＝0，则φC＝2 V。 12.(10分)一根长为L的细线，一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零。求：(不计空气阻力，重力加速度为g) (1)A、B两点的电势差UAB； (2)匀强电场的场强大小。 答案：(1)－　(2) 解析：(1)小球由A到B过程中，有 mgLsin 60°＋qUAB＝0 所以UAB＝－。 (2)根据匀强电场中电势差与电场强度的关系，可得E＝＝。 学生用书↓第32页 学科网（北京）股份有限公司 $$