第10章 课时练7 电势差与电场强度的关系-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

课时练7电势差与电场强度的关系 时间：40分钟满分：50分 基础达标 4.(2024·江苏立人高中高二学业考试)如图所示为某 1一7题，每题3分，共21分。 匀强电场的等势面分布图（等势面竖直分布），已知每 两个相邻等势面相距2cm,则该匀强电场的电场强 L,对公式E三和Uw=d的理解，下列说法正确 度为 的是 ( A.1Vm,水平向左 02V4V68 A.公式Um=Ed适用于计算任何电场中A,B两点 B.1Vm,竖直向上 间的电势差 C.100V/m,水平向左 B.由UB=Ed知，A点和B点间距离越大，则这两 D.1o0V'm,竖直向上 点间的电势差越大 5.(2024·山师大附中月考)如图所示，A、B两点相距 U知，匀强电场中A,B两点沿电场线的 C.由E= 10cm,匀强电场的电场强度E=100V/m,AB与电 场线方向的夹角0=120°，则A、B两点间的电势差为 距离越大，则电场强度越小 D.公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面 之间的距离 2.(2024·黑龙江肇东市第四中学高二月考)下列选项 描述的电场线与等差等势面之间的关系，实线表示电 A.5V B.-5V 场线，虚线表示等势面，其中正确的是 C.10V D.-10V 6.A,B、C是匀强电场中的三个点，已知各点电势PA 10V,9a=2V,9e=6V,A,B,C三点在同一平面 上，图中电场强度的方向表示正确的是 B D 3.(2024·福建度门市杏南中学高二月考)如图所示，两 7.如图所示，匀强电场方向平行于xOy平面，在xOy 块带电平行板相距5cm,两板间的电场强度为1.2× 平面内有一个半径为R=5cm的圆，圆上有一动点 10V/m,电场中的P,点距A板为0.5cm,P:点距 P,半径OP与x轴方向的夹角为0，P点沿圆周移动 B板也为0.5cm,P,、P,两点间的电势差U为 时，O、P两点的电势差满足Uw=25cos8(V),则该 ( 匀强电场的大小和方向分别为 A.500V1m,沿x轴正方向 B+ ++ B.500V/m,沿y轴负方向 A.48V B.-48V C.500v2V:m,沿y轴负方向 C.60V D.-60V D.2502V1m沿x轴负方向 13 拓展提升 12.(数材习题变式)如图所示，在水平向右的匀强电场 8~11题每题4分，12题13分，共29分。 中，有一电荷量为g=一2×101C的负点电荷从A 8.(2024·榆林市高二期中)某一电场 等势向 点运动到B点，电场力做功为Wm=1.6×108J, 中的电场线和等势面分布如图所 A、B间距离L=2m,AB与水平面的夹角为60°。 示，在电场中有A、B、C三点，A、B 间距离等于B、C间距离。下列说 人60°E 法正确的是 B A.A点电场强度比B点电场强度小 (1)B、A间电势差UM是多少？ B.正电荷在A点的电势能比在B点的电势能大 (2)电场强度E是多大？ C.B、A两点间的电势差大于C,B两点间的电势差 (3)如果A点的电势为一2V,那么B点的电势为 D.负电荷由B向C移动，静电力做负功 多大？电荷量为g'=2×10C的正电荷在A点具 9.(2024·浙江嘉兴期末)如图所示，在平面直角坐标系 有的电势能是多少？ 中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原 点O处的电势为0，点A处的电势为6V,点B处的 电势为3V,则电场强度的大小为 y/em +B0.√3) A6,0) 0 A.200V/m B.2005V/m C.100V.'m D.1003V/m 10.(多选)(2024·昆明市高二期末)如C? 图所示，匀强电场中有三点A、B、 B C,其电势分别为2V、2V、6V,A, C间的距离为2cm,∠BAC=30°，下列说法正确的 是 A.电场的方向垂直于AB B.电场的方向垂直于BC C.电场强度的大小为400V/m D.电场强度的大小为200V/m 11.(情景创新)(2024·重庆市高二期8 末)如图所示，矩形acd处在匀强 电场中，其中ab=cd=10cm,ad =bc=20cm,电场线与矩形所在平面平行。若a点 电势为16V,b点电势为12V,则 ) A.电场强度大小一定为E=40V/m B.dc间电势差一定为4V C.bc间电势差一定为8V D,电场强度的方向有可能由a指向d 144.BC 解$W=qU=q(q-q)=1.5×10J.W = 11.AB 解析 电场线从M指向N,而沿电场线方向电势降低, $q-(-)--4×10J,解得UA-A--75$ 所以d点的电势高于f点的电势,选项A正确;d点和e点 V$nc---200V,设 -0,则 -75V.= 在同一等势面上,所以两点电势相等,选项B正确;若将一负 200V,所以C点电势最高,A、D错误,C正确;Uac一Ua+ 试探电荷沿直线由d点移动到f点过程中,所受静电力方向 U-75V-200V--125V,若将另-电荷从A点移到C 与运动方向夹角为钝角,所以静电力一直做负功,选项C错 点,电场力做功为Wc'-q'Uc=-1.5×10*×(-125)J- 误;若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点,因a点和e 1.875×10J,B正确。 点在同一等势面,电势相等,所以静电力做功为零,电势能不 5.A 解析 由题图(b)中等差等势面的疏密程度可知E 变,选项D错误。 E ,根据F一qE,可知F<Fy;由题可知题图中电场线方向 是由金属板指向负电荷,假设将该正试探电荷从M点移到N 2q 点,可知静电力做正功,电势能减小,即EE.v,A正确。 解析(1)因为杆是光滑的,所以小球从A点滑到B点的过 6.C 解析 粒子在竖直方向上做初速度为v。、加速度大小为g 程中只有静电力和重力两个力做功,设静电力做的功为 的匀减速运动,其末速度为零,它从a到b在竖直方向通过的 n.? 2m。{},)正确。 解得W-1mgh. 2”(2)-1 2m。},将h代入解得U一 (2)因为B、C在同一等势面上,所以:一c,故 【一题多解】 因为粒子在水平方向上只受电场力作用,且粒 c-U--- Wa _mgh 子所受电场力始终沿水平方向,所以电场力做功使粒子有水 2。 平方向上的速度,在水平方向上应用动能定理可得gU。 2m。} 课时练7 电势差与电场强度的关系 -m(2v。)-0,解得U.- 7.B 解析 由物体所受的合力指向运动轨迹的内侧可知,甲粒 1.D 解析 公式UA一Ed只适用于计算匀强电场中A、B两 子受到引力,乙粒子受到斥力,则甲粒子与Q是异种电荷,而 点间的电势差,故A错误;由U.一Ed知,当E一定时,A点 乙粒子与Q是同种电荷,故两粒子所带的电荷为异种电荷,A 和B点间沿电场线方向距离越大,则这两点间的电势差越大, 错误;甲粒子从a到c过程,电场力做正功,动能增加,而乙粒 故B错误;匀强电场中,电场强度处处相同,与距离无关,故C 子从a到d过程,电场力做负功,动能减小,两粒子初速度大 错误;公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面之间的 小相等,可知甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过d点 距离,即沿电场线方向的距离,故D正确。 时的速率,故B正确;甲粒子从a到石过程,电场力先做正功 2.C 解析 等势面和电场线处处垂直,根据U一Ed定性分析 后做负功,电势能先减小后增大,乙粒子从a到b过程,电场 可知电场线密集的地方等差等势面也密集。C正确。 力对乙粒子先做负功后做正功,电势能先增大后减小,C错 3.B 解析 P.点电势低于P。点电势,则P 、P。两点间的电 误;两粒子从a运动到b,电场力对两粒子做的功都是零,两个 势差为U--Ed=-1.2$10x4×10-V--48V,B正 粒子到达b点时的速率相等,由于不知道两粒子质量的关系, 确。 所以不能判定两个粒子的动能是否相等,D错误。 4.C 解析 电场线与等势面(线)垂直,且由电势高的一端指向 8.BC 解析 点电荷的等势面为球面, 电势低的一端,可知电场线水平向左,两个相邻等势面的电势 如图所示,过B、C、D分别作等势面, 差为U-2V,则电场强度大小为E-2 B、D在同一等势面上,且C所在等势 --2x10-~V/m-100 面的电势高于B、D所在等势面的电 V/m,C正确。 势,则Uc<U-Un,所以W= W>Wc.B.C正确。 5.B 解析 A、B两点在电场强度方向上的距离d一AB· 9.C 解析 电场强度与等势面垂直,所 cos(180*-120”)-10×寸cm-5 cm。由于A<甲a,则 以该点电荷经过等势面a时受到的电 场力不可能沿着虚线指向运动轨迹的回侧,A错误;由动能定 U--Ed=-100X5X10*V--5V,故B正确。 6.D 解析 在匀强电场中,沿同一方向上的相同距离的两点间 理得qU.-mo- 2n*,由 的电势差相等,则AB中点电势为6V,该点与C的连线为等 10 势线,因此电场强度的方向垂直于该连线指向低电势一侧,D 题意可得U-2U-2U,联立可得v.= #4^。,- 正确。 7.A 解析 因为O、P两点的电势差Uo-25cos8(V),可知 16 场强方向沿x轴正方向,根据U一ERcos8,可知ER一25V. 16 一,则该点电荷经过等势面c时的电势能 【关键点拨】解答本题的关键是对E一 10. BC 解析 A、B两点处于同一等势面,所以A、B两点的电 a为沿电场线方向上两点间的距离,U为两点间电势差的绝 势相等,根据E.一qq可知,放在A、B两点的电荷的带电荷 对值。 量不一定相同,则电势能不一定相等,A错误;由等差等势面 8.C 解析 根据电场线越密电场强度越大,由题图可知,A点 的疏密程度反映电场强度的大小可知,A点的电场强度大于 电场强度比B点电场强度大,故A错误;根据沿电场线方向 B点的电场强度,故B正确;由于质子带正电,A、B两点电势 电势降低,A点电势低于B点,由公式E.一qo可知,正电荷 相等且为正,由E。一qo可知,质子在A、B两点的电势能相 在A点电势能小于在B点的电势能,故B错误;根据U一Ed 等且为正值,故C正确;由静电力做功与电势能的关系可知, 定性分析可知,由于AB间电场强度大于BC间电场强度,则 将电子从b等势面移动到e等势面,静电力做功W一 B、A间的电势差大于C、B间的电势差,故C正确;负电荷由 qU.=-eX(0-15)V=15eV,故D错误。 B向C移动,静电力做正功,故D错误。 ·5. 9.A 解析 已知q。-0,-6V,根据匀强电场的特点知OA 可知电容器的带电荷量变大,故A、B、C错误;根据E一 的中点C处的电势yc-3V,可连接B与C得到等势线,过O 点作BC的垂线交BC于D .wcm 知极板间电场强度E变大,故D正确。 点,如图所示,由几何关系得BD 5.AD 根据电容的定义可知,任何两个彼此绝缘而又相距很近 Uno-2000 oD-1.5 cm,则E-0D A, 的导体,都能组成电容器,与这两个导体是否带电无关,A正 xicm 确;电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值, V/m,A正确。 B错误;电容器的电容与电容器所带电荷量及两极板间的电 10.AC 解析 匀强电场中A、B两点电势相等,则AB为匀强 压均无关,C错误;一个电容器所带的电荷量增加AQ一1.0× 电场中的等势线,电场线与等势线垂直,电场的方向垂直于 10-*C时,两极板间电压升高10V,则该电容器的电容为C一 AB,故A正确,B错误;C、B两点间的电势差Ucs一rc -1.0x10-'F,D正确。 △Q -6V-2V-4V,电场的方向垂直于AB,且电场线从电 6.D 解析 若溶液为导电溶液,则金属棒与容器壁通过导电溶 势高的点指向电势低的点,即电场方向沿CB方向,故电场 Uca__ Uc 液导通,从而会形成闭合回路,则金属棒不能与容器壁构成电 强度大小E一 --400V/m,故 容器,因此该液位计不适用于导电液体,故A错误:金属棒与 0.02n 电源正极相连接,金属容器与电源负极相连且接地,则可知金 C正确,D错误。 属容器电势为零,金属棒电势大于零,因此金属棒的电势高于 11.B 解析 由题意可知,电场方向不能确定,a、b之间的电势 金属容器的电势,故B错误;溶液相当于电介质,当液面上升 差和距离虽已知,但不能由公式求电场强度大小;由题设条 4x,可知增大,则电容 件可知电场强度大小不一定是E一40V/m,A错误:由匀驱 器的电容增大,故C错误;电容器接在电源两墙,则电容器两 电场的电场线与等势线的分布特点可知,dc间电势差一定 等于ab间电势差,B正确;因为电场方向不能确定,则bc间 端电压不变,根据C-可知,若电容器的电容增大,则电容 电势差不能确定,C错误;由电场线与等势线垂直可知,若电 器的带电荷量增大,故D正确。 场强度的方向由a指向d,则ab和dc是两条等势线,则有a .S 7.C 解析 根据平行板电容器电容的决定式C一 点电势与占点电势相等,不符合题设条件,因此电场强度的 4可知,当 方向不可能由a指向d,D错误。 产品厚度不变时,电容器的电容不变,由于电容器接在恒压直 12.答案 (1)8V(2)8V/m (3)6V -4×10*J 流电源上,两板间的电压不变,故电荷量不变,没有电流通过 解析。 (1)B、A间电势差为 -W-1.6x10-1_8V 电流计G,故A错误;由于电容器两板间的电压不变,产品变 U-- -2×10-C (2)匀强电场的电场强度大小为 U ###7 知电容器的电容C增大,由于电容器两板问的电压不变,结合 (3)如果A点的电势为一2V,则有 Ua-:--8V 时,.减小,电容器的电容C减小,A、B两板的电荷量变小, 则n-6V 电容器放电,负电荷从b向a定向移动,则电流从a向b流过 电荷量为q'一2×10*C的正电荷在A点具有的电势能是 电流计,D错误。 E= Aq=-2$2×10-*]--4x10-*J。 8.C 解析 由于电源电压不变,稳定时电容器两端电压不变, 当减小电阻R时,根据欧姆定律可知开始放电瞬间的电流变 课时练8 电容器的电容 大,根据Q一CU可知电容器带电荷量不变,I-:图线与横轴围 1.C 解析 电容器的电容与电容器极板上的电荷量Q及极板 成的面积表示电容器的带电荷量,故当放电瞬间的最大电流 间的电压U无关,对于同一个电容器来说,其电容是不变的, 变大时,总的放电时间变小。C正确。 故C错误,A、D正确;根据C- 号,整理得Q-CU,当电容不 容器的电容越大,B正确,A错误;根据C一 变时,其电荷量与电压成正比,故B正确。 t.S 2.B 解析 电容器可以储存电荷,电容器的电容是由其本身决 知,当电介质抽出极板时,电容减小,由于电容器与电源连接, 定的,与电荷量无关,选项A错误;这个电容器的电容为C 电压不变,故电荷量减少,电容器放电,电流从b点流向a点, 220 F,两端电压变化10V,它的电荷量变化量△Q-CAU- C错误,D正确。 $20t10-*x10C-2.2x10-③C.选项B正确;电容器的电容 10.AD 解析 汽车压线时,由题图乙可知电流方向先沿顺时 与加在它两墙的电压无关,选项C错误;加在这个电容器两端 针方向,则说明此时电容器在放电,电容器电荷量减小。由 的电压低于500V时它仍能工作,选项D错误。 于电容器电压等于电源电压不变,则电容器的电容减小,根 3.B 解析 图甲为电容器充电示意图,充完电后电容器上极板 据电容的决定式C 带正电,A错误;图乙为电容器放电示意图,电容器上极板带 4,可知汽车压线时,电容器间距 正电,则放电过程中通过电流表的电流方向从右向左,B正 离d变大,故A正确;由题图乙可知电流先沿顺时针方向后 确;图丙为可变电容器,它是通过改变两极板的正对面积来改 沿逆时针方向,则电容器先放电后充电,故B错误;电阻R的 变电容的大小,C错误;电容器的电容是由电容器内部结构块 作用是为了保护电路,防止电流过大而损坏灵敏电流计,阻 定,与两端是否加电压无关,D错误。 值大小对电容器的电容大小和电容器稳定时的带电荷量均 4.D 解析 被测材料温度升高时膨胀,使下极板向上移动,则 无影响,故C错误;由题图乙可知,前后轮经过传感器的时间 6S L2.5m~7.7m/s. 极板间的距离d减小,根据电容的决定式C一 4可知电容 间隔为t-0.325s,则汽车速度为v- f 0.325s 器的电容变大,根据题意可知极板之间电压不变,由Q一CU 故D正确。 。6.