课时梯级训练(6) 电势差与电场强度的关系（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（教科版2019）

课时梯级训练(6)　电势差与电场强度的关系 1．(2024·江西卷)蜡烛火焰是一种含有电子、正离子、中性粒子的气体状物质，将其置于电压恒定的两平行金属板间，板间电场视为匀强电场，如图所示。若两金属板间距离减小，关于火焰中电子所受的电场力，下列说法正确的是(　　) A．电场力增大，方向向左 B．电场力增大，方向向右 C．电场力减小，方向向左 D．电场力减小，方向向右 B　解析：U不变，d减小，根据U＝Ed可知，E增大，由F＝eE可知F增大，由题图可知电场强度方向向左，电子带负电，则电子所受电场力方向向右，B正确。 2．如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m，则O、P两点间的电势差可表示为(　　) A．UOP＝－10sin θ(V) B．UOP＝10sin θ(V) C．UOP＝－10cos θ(V) D．UOP＝10cos θ(V) A　解析：由题图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的，沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点的电势，O、P两点间的电势差UOP为负值。根据电势差与场强的关系可得UOP＝－Ed＝－E·R sin θ＝－10sin θ(V)，A正确。 3．(多选)下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有(　　) A．场强E＝ B．场强E＝ C．场强E＝ D．电场力做功W＝Uq AD　解析：E＝是场强的定义式，适用于一切电场；E＝只适用于匀强电场；E＝k是点电荷的场强公式，只适用于点电荷的电场；W＝qU适用于一切电场。A、D正确。 4．对公式E＝的理解，下列说法正确的是(　　) A．此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差 B．a点和b点间距离越大，则这两点的电势差越大 C．公式中的d是指a点和b点之间的距离 D．公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离 D　解析：公式E＝，仅适用于匀强电场，所以A错；公式中的d是指a、b两点沿电场线方向的距离，即a、b两等势面之间的垂直距离。所以B、C均错，D正确。 5．如图所示，A、B为一条电场线上的两点，距离为d，下述说法中正确的是(　　) A．一个电子在A点的电势能一定大于在B点的电势能 B．A、B两点间的电势差一定等于Ed(E为A点的场强) C．A点的电势一定高于B点的电势 D．A点的场强一定大于B点的场强 C　解析：沿着电场线的方向，电势逐渐降低，所以有φA>φB，电子带负电荷，即q<0，所以qφA<qφB，即EpA<EpB，A错误、C正确；只有当电场是匀强电场时，A、B两点间的电势差一定等于Ed；图中只给出了一条电场线，所以无法判定是否为匀强电场，BD错误。 6．如图所示，在沿x轴正向的匀强电场E中，已知O点的电势为100 V，O、A两点相距r＝0.8 m。已知θ＝60°，E＝100 V/m，则A点的电势为(　　) A．20 V B．60 V C．140 V D．180 V B　解析：A、O两点在电场线方向上的距离为d＝rcos 60°＝0.4 m，由图可看出O点电势高于A点电势，则UOA＝Ed＝40 V，又UOA＝φO－φA，A点的电势为φA＝60 V，B正确。 7．带有等量异种电荷，相距10 cm的平行板A和B之间有一匀强电场，如图，电场强度E＝2×104 V/m，方向向下。电场中C点距B板为3 cm，D点距A板为2 cm。下列说法正确的是(　　) A．UCD＝1 000 V B．让B板接地，则C点的电势φC＝600 V C．让A板接地，则D点的电势φD＝400 V D．将一个电子从C点移到D点静电力做的功，与将电子先从C点移到P点再移到D点静电力做的功数值不同 B　解析：CD两点间的电势差为UCD＝－EdCD＝－2×104×(0.1－0.02－0.03)V＝－1 000 V，A错误；让B板接地，B板电势为零，则C点电势φC＝EdCB＝2×104×3×10－2 V＝600 V，B正确；让A板接地，A板电势为零，则D点电势φD＝－EdDA＝－400 V，C错误；将一个电子从C点移到D点静电力做的功，与将电子先从C点移到P点再移到D点静电力做的功数值相同，D错误。 8．(多选)如图所示，以A、B、C、D为顶点的长方形处于一平行板电容器(未画出)形成的匀强电场中，长方形所在平面与两平行板垂直，AB的长度为8 cm，BC的长度为6 cm，D点距带正电荷的电容器极板的距离为20 cm。取无穷远处的电势为零，A、B、C三点的电势分别为9 V、25 V、16 V。则(　　) A．D点电势为0 B．D点电势为18 V C.两平行板间的电势差为50 V D．两平行板间的电势差为100 V AD　解析：在匀强电场中，平行且相等的两线段电势差相等，可得φB－φA＝φC－φD，代入数据可得φD＝0，A正确，B错误；如图所示，将CD分为8等分，则每一等分对应1 cm，所以F点的电势为9 V，连接AF，过D点作AF的垂线DG，由几何关系可得DG的长度为DG＝，解得DG＝3.6 cm，所以电场强度的大小为E＝ ，解得E＝250 V/m，又因为D点的电势为0，且D点距正极板的距离为20 cm，由对称性可知，两极板间的距离为40 cm，所以两极板间的电势差为U＝Ed＝100 V ，D正确，C错误。 9．如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，＝20 cm。把一个电荷量q＝1×10－5 C的正电荷从A点移到B点，静电力做的功为零；从B点移到C点，静电力做的功为－1.73×10－3 J，则该匀强电场的场强大小和方向是(　　) A．865 V/m，垂直AC向左 B．865 V/m，垂直AC向右 C．500 V/m，垂直AB斜向下 D．1 000 V/m，垂直AB斜向下 D　解析：把电荷q从A点移到B点，静电力做的功为零，说明A、B两点在同一等势面上，由于该电场为匀强电场，等势面应为平面，故题图中直线AB是一条等势线，场强方向应垂直于等势线，选项A、B错误；UBC＝＝ V＝－173 V，B点电势比C点电势低173 V，因电场线指向电势降低的方向，所以场强方向垂直于AB斜向下，场强大小E＝＝ V/m≈1 000 V/m，D正确，C错误。 10．我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，A、B、C、D是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则(　　) A．电势的大小为φC>φB＝φD>φA B．场强的大小为EA>EB＝ED>EC C．人从B沿着圆弧走到D会发生触电 D．A、B间距离等于B、C间距离的2倍 B　解析：高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，圆心处的电势最高，向外越来越低，电势的大小为φA>φB＝φD>φC，A错误；由题图等势线的疏密可知场强的大小为EA>EB＝ED>EC，B正确；B和D在同一条等势线上，人从B沿着圆弧走到D不会发生触电，C错误；A、B的平均场强大于B、C的平均场强，A、B的电势差等于B、C电势差的2倍，根据E＝可以定性判断出A、B间距离小于BC间距离的2倍，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$