课时作业8 电势差与电场强度的关系-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第三册(人教版)

课时作业8电势差 A级基础巩固练 1.关于对电场的概念以及公式的理解，下列说 法正确的是() A.电场强度公式E=号可知，距g相同距 离点的电场强度相同 B.电场强度公式E=E可知，若试探电荷的 9 电荷量加倍，则该点的电场强度减半 C.电场强度公式E- 立适合于任何电场的 电场强度计算 D.由电势定义式E不能得出电场中某 点的电势与该点的电荷量g成反比 2.一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其 电势能的变化为零，则() A.a、b两点的场强一定相等 B.该点电荷一定沿等势面移动 C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向 一定总是垂直的 D.a、b两点的电势一定相等 3.如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有 A、B、C三个点，是边长为10cm的等边三角 形的三个顶点，其电势分别为中PA=6V、 Ps=2V和pc=一2V。则匀强电场的电场 强度大小为() ●C A.80N/C B.0.8N/C A● ●B C.40N/C D.0.4N/C 4.A、B、C、D是匀强电场中一At -。D 边长为√2cm的正方形的 四个顶点，已知A、B、C三 点的电势分别为PA=3V, B 9s=一3V,pc=-6V。由此可得D点电势 p如和该匀强电场的场强E分别为() A.6V,150J10V/m 与电场强度的关系 B.0V,150√10V/m C.6V,300V/m D.0V,300V/m 5.如图所示，在匀强电场中有一虚线圆，半径 R=5cm,ab和cd是圆的两条直径，其中ab 与匀强电场方向的夹角为60°，cd与匀强电 场方向平行，现在圆心O处固定一正点电 荷，a、b两点的电势差Ub=10V,c点电场 强度为零，电子带电荷量大小e=1.6× 1019C,下列说法正确的是( E A.匀强电场的场强大小E=100V/m B.d点的电场强度大小为300V/m C.将电子从d点移到c点，电场力做功为 3.2×10-18J D.电子沿圆周顺时针从a运动到b,电势能 先增大后减小 6.如图所示，有一半径为R均匀带正电绝缘球 体，以球心O为原点沿半径方向建立一维坐 标系，图中OA=AB=BC=CD-.已知 电荷分布均匀的球壳在壳内任意一点产生的 电场强度为零，则下列说法正确的是() A.A和C两点的电场强度相同 B.O、A间电势差大于A、B两点间的电势差 C.从O点沿坐标轴到B点场强均匀增大 D.从B点沿坐标轴到D点场强均匀减小 7.如图甲，电荷均匀分布的固定绝缘细圆环， 圆心为O,轴线上的电场强度如图乙所示。 现有一带正电粒子，以大小为的初速度 沿轴线仅在电场力作用下由P点运动到Q 点，OP=OQ=L。以x轴的正向为电场强 度的正方向，则( ) E 0 E -E。 A.细圆环带负电 B.OP两点间电势差UoP小于OQ两点间电 势差UQ C.该粒子将会在PQ两点之间做往复运动 D.该粒子由P点运动到Q点的过程，电势 能先增大后减小 B级)综合提升练 8.有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面 内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分 别垂直于x轴、y轴，其中a、O、b三点电势 分别为4V、6V、8V。电荷量为q=一2× 10-5C的点电荷由a点开始沿a→b→c→d路 线运动过程中，下列说法错误的是() 个ylcm -2-1012x1cm A.c点的电势为10V B.点电荷在d点的电势能为一1.6×10-4J C.匀强电场的方向为a指向b D.该点电荷从a点移到b点过程中，静电力 做功为8×105J 9.如图为某一电场的电场线和等势面分布，其 中图中实线表示电场线，虚线表示过a、c两 点的等势面，电势分别为%=30V,m=10V, 那么a、c连线的中点b的电势p6为( A.p%=20V B.p%>20V C.96<20V D.无法确定 2 10.如图所示，在匀强电场中有一正四面体 ABCD,边长为2cm,已知四个顶点处的电 势分别为pA=2V,pB=4V,pc=6V, Pp=4V,由此可判断() A.电场强度的方向由B指向A B.电场强度的方向由C指向A C.电场强度的大小为100√6V/m D.电场强度的大小为200V/m 11.如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q= 一6×10-6C的点电荷从电场中的A点移 到B点，克服静电力做功2.4×10-5J;再 从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5J 的功。已知AC⊥BC,∠ABC=60°，BC= 2cm。 602 B (1)求A、B两点间的电势差UAB; (2)如果规定B点的电势为零，求A点和C 点的电势； (3)求电场强度的大小。 047C根据E=号可知E,9,根据=2可得94 9可得答-Q:同型爱=Q,得器会故 选C。 8.BD由场强叠加可知，O点的电场强度大小为E。= 识-号-29，A错误；由场强叠加可知，C点的 电场强度大小为Ec 3Q ▣2 kQ 2 V (2rcos 30(2rsin 30 2kQ,B r2 正确；因AB之间场强为零的点在AO之间某点（设 为D点)，则从A到D电势降低，从D到B电势升 高，即从A到O电势先降低后升高，将一个正试探电 荷从A点沿直线移动至O点过程中，其电势能先减 小后增大，C错误，D正确。故选BD。 9.答案：(1)pA=300V(2)200V(3)4×10-3J 解析：(1)根据题意可得 WAn=EA一Ee EPA=qA,Epo=0 代入数据，解得 PA=300V。 (2)根据公式，可得 WB=EpB-Epa 故B点的电差为 pB100V。 (3)根据静电力做功与电势能关系公式可得 WAB=EpA一EB 则有 WAB=-4X10-3 J 静电力做负功，电势能增加，故电势能增加 4×10-3J。 课时作业7电势差 1.AA、B两点间的电势差UAB=PA一Pr=一1V,可 得PA=pB一1V;B、C两点间的电势差Uc=PB一pC =2V>0,可得pc=Ps2V,则A、B、C三点的电势 高低关系为PB>PA>pc。故选A。 2.D根据电场力做功的计算公式可得，将点电荷从B 点移到A点，电场力做功为W=qUA,而UA= 3 -U4B=一10V,代入数据解得W=一2×10-10J。 侧，即受到竖直向上的电场力，但由于带电小球的电 故选D。 性未知，则匀强电场的方向未知，A错误；小球从O 3.B根据题意，由动能定理可得qU十W外=△Ek,代 到N的过程中，电场力做负功，故带电小球的机械能 入数据解得Ub=2V。故选B。 减小，电势能增大，B、D错误；小球从O到M与从M 4.CA、B两点在同一条等势线上，两点间的电势差为 到N,根据W电=qU可得电场力做的负功相同，电势 零，A错误；根据电场线与等势面垂直，画出电场线， 能增加量相同，根据能量守恒定律可知其动能的变化 可知A点处电场线最密，故A点的电场强度最强，B 量相同，C正确。故选C。 错误，C正确；将一个质子分别放置在A、B、C三点， 7.A由于点电荷带正电，所以电场方向由点电荷指向 在A、B两点的电势能较大，在C点的电势能最小，D 金属杆，根据沿电场方向电势降低，可知，d点电势高 错误。故选C。 于b点，A正确；金属杆达到静电平衡状态后，内部场 5.CB点的电场强度为零，表明点电荷在B点产生的 强为0，B错误；金属杆达到静电平衡状态后，内部场 电场强度与圆盘在B点产生的电场强度大小相等， 强为0，则感应电荷在内部某点产生的场强与点电荷 方向相反，则有E=长2R4K最，点电符带正 在该点产生的场强大小相等，方向相反，则杆上感应 电荷产生的电场在轴线上a、b、c三点的场强大小关 电，其在B点产生的电场强度方向O指向B,则圆形 系为E。<E6<E。,C错误；将导体棒右端接地后再断 薄板在B点产生的电场强度大小为船，方向B指向 开，则导体棒靠近点电荷的右端带负电，最后移走点 O,圆盘带负电，A错误；若圆形薄板所带电荷量集中 电荷，导体棒最终带负电，D错误。故选A。 8.BCA、D'两点放上等量异种电荷，则其连线的中垂 在圆心0，则电荷量应为-号，而实际上圆形薄板的 面为等势面，电势为零，但C点不在该等势面上，A 电荷量是均匀分布在薄板上的，除了圆心O处距离B 错误；由对称性可知PB=一PE,9B=一PE,则PB 点的距离与点电荷一号距离B点的距离相同外，其 Pg=pE一pE,解得UB=UE,B正确；同样由对称 性可知，正电荷在O点与O点产生的电场强度与负 余各点距离B点的距离都大于R,若将电荷量一号均 电荷对应在O点与O'点产生的电场强度相同，则O 匀的分布在薄板上，则根据点电荷在某点处产生的场 点与O'点的合电场强度相同，C正确；A'、D两点连 强公式可知此时圆盘在B点的场强一定小于E1,故 线是等势线，试探电荷的电势能不变，D错误。故 圆形薄板所带电荷量的绝对值一定大于号，B错误； 选BC。 9.CD设匀强电场的电场强度为E,∠BAC=0,则将 点电荷在A点产生的电场强度E,一怒，方向向有， 电荷q从A点移到B点，电场力做功为W:=Eq |AB|cos0=EqAC|,将电荷q从A点移到C点，电 根据对称性，结合上述可知，圆盘在A点产生的电场 场力做功为W2=Eq|AC引，将电荷q从C点移到B 强度E=日一是，方向向右，则A点的电场强度大 点，电场力做功为W3=0,A、B错误，C、D正确。故 小为E:=品十品-92，方向A指向0.C正确；结 选CD 10.答案：(1)80V-200V-120V 合上述，点电荷带正电，圆盘带负电，可知，点电荷与 (2)1.8×10-7J(3)图见解析 圆盘之间的电场线方向整体向右，但电场线的分布在 解析：(1)根据静电力做的功与电势差的关系，A、B A点左右并不对称，即过A点与轴线垂直的平面并 间的电势差 没有与任意电场线垂直，即该平面不是等势面，则过 W4B=1.6X10-7 A点与轴线垂直的平面上各点电势并不都为零，D错 UAB- 92.0x10-V=80V 误。故选C。 同样，根据静电力做的功与电势差的关系，B、C间 6.C由题意可知，带电小球所受电场力指向轨迹凹 的电势差 65 3 Uc=W=-4.0X107 92.0X109V=-200V A、C间的电势差 UAC=UAB+UBC=80 V-200 V=-120 V. (2)电荷量q=一1.5×10-9C的点电荷，从A点移 动到C点时，静电力做的功为 Wc'=qUAc=(-1.5×10-9)×(-120)J=1.8X 10-7J。 (3)电场分布示意图和A、B、C三点可能的位置如图 所示。 C 4 RE 课时作业8电势差与电场强度的关系 1.D电场强度公式E=,号可知，距q相同距离点的 电场强度大小相等，但方向不同，A错误；电场强度公 式E=F是定义式，电场强度只由电场自身决定，与 试探电荷的电荷量无关，B错误；电场强度公式E= 号只适合于匀强电场的电畅强度计第，C错误9 为电势的定义式，电势只由电场自身决定，与试探 9 电荷的电荷量无关，所以由电势定义式9=不能得 出电场中某点的电势与该点的电荷量q成反比，D正 确。故选D。 2.D根据公式W=qU分析可知，电场力做功W6= 0,则a、b两点的电势差Ub为零。而电势与场强无 关，所以a、b两点的电场强度不一定相等。A错误； 电场力做功只与初末位置有关，与路径无关。电场力 做功为零，点电荷可能沿等势面移动，也可能不沿等 势面移动，B错误；电场力做功为零，作用于该点电荷 的电场力与其移动的方向不一定总是垂直的，C错 误；由公式Wb=qUb,Wb=0,得Ub=0,即a、b电 势一定相等，D正确。故选D。 3.A如图 -2V C D/2V A B 6V 2V 66 D点的电势为Pn=24=2V,AC连线中点的电 2 势与B的电势相同，根据等边三角形的特点可知，过 B的等势面与AC垂直，所以电场方向由A到C,则 有E-器=10XNVC-80NyC.故选A, 8 4.B由于AD与BC平行且相等，则有pA一pD=pB一 Pc=3V,可得D点电势为PD=0。该匀强电场沿 AD方向的分场强大小为E,=U如=一3 L√2×10-2 150√2V/m,该匀强电场沿AB方向的分场强大小为 6 =300w2V/m。则该匀强电场 √2X10-2 的场强大小为E=√E2十E2=150√10V/m。故 选B。 5.C由于圆心处的点电荷在圆周上的电势均相同，因 此α、b两点的电势差由匀强电场决定，在匀强电场 中，由电势差和电场强度公式可知U。=Ed,解得 E=200V/m,A错误；因为c点场强为零.故点电荷 在圆周上产生的场强和匀强电场等大，即E=E点= 200V/m,又因为在d点两电场同向，则d点场强大 小为Ea=E+E点=400V/m,B错误；电子从d点移 到c点，圆心O处点电荷对电子做功为零，由静电力 做功公式W=Ue=E×2R×e=3.2×10-18J,C正 确；电子沿圆周顺时针移动时，圆心O处放置的点电 荷对电子不做功，故可知电子沿圆周顺时针从α到 b,静电力先做正功后做负功，则电势能先减小后增 大，D错误。故选C。 6.CA点的电场强度为EA=k R,其中Q4= QA 2 /R 3π(2) R Q-吕，解得-祭。C点的电场强 kQ 度为Ec= R土会S敌A和C两点的心肠圈 度不相同，A错误；从O点沿坐标轴到B点，离O点 距离为r(0<r≤R)处，电场强度为E=g,其中 4 3- Q- 3R3 石Q,联立可得E-Q,故从0点 -3 沿坐标轴到B点场强均匀增大，C正确；从O点沿坐 AC垂直于三角形BDE平面，故AC与电场线重 标轴到B点场强均匀增大，且O、A两点间的距离等 合，再根据pc>pA,可知电场强度方向由C指向A, 于A、B两点间的距离，故O、A间电势差小于A、B A错误，B正确；在匀强电场中，根据E=4= 两点间的电势差，B错误；离O点距离为r(r>R)处， dca 电场强度为E-。,放从B点沿坐标轴到D点场强 4V=200V/m,C错误，D正确。故选BD。 2 cm 不是均匀减小，D错误。故选C。 1.答案：14V(21V2V(38gv/m 7.D以x轴的正向为电场强度的正方向，结合图乙中 解析：(1)A、B两，点间的电势差 电场的正负可知，圆环带正电，A错误；根据对称性结 合OP=OQ=L,可知OP两点间电势差Ur等于OQ Uw==80是=4v. 两点间电势差U®，B错误；根据对称性结合qU= (2)B、C两点间的电势差 2m,可知粒子到达Q点时的速度大小为，粒子 Ue=We=1.2X10-5 =-2V -6×10-6C 不会在PQ两点之间做往复运动，C错误；该粒子由 如果规定B点的电势为零，A点和C点的电势 P点运动到Q点的过程，电场力先做负功，后做正 UAB=PA一PB 功，则电势能先增大后减小，D正确。故选D。 可得 8.C由于该电场是匀强电场，故沿着同一个方向相同 9A=4 V 距离的电势差相等，则有9一9：=9。一9o=9o一91， UBc=PB一pC 解得p.=10V,pa=8V,则点电荷在d点的电势能 pc=2V。 为Ea=99a=-2×10-5×8J=-1.6X10-4J,A、B (3)因AB的中点D的电势为 正确；由于p=p:=8V,可知bd连线为等势线，根 =24胆=2V=c 2 据电场方向与等势面垂直且由高电势指向低电势，由 则CD为等势线，场强垂直CD指向B点，如图所 图中儿何关系可知匀强电场的方向为b指向a,C错 示，则场强大小 误；该点电荷从a点移到b点过程中，电场力做功为 Wb=qU=-2×10-5×(4-8)J=8×105J,D正 E-U 2 d 3 v/m=800v/m。 sin60°X10-2 3 确。故选C。 9.C电场线分布的疏密程度表示电场强度的大小，图 中ab之间的电场线分布比bc之间的电场线的分布 密集一些，则ab之间的电场强度比bc之间的电场强 60E A D B 度大一些，根据U=Ed可知Ub>Ux,由于Ub=pa 课时作业9电容器的电容 一Ux=p%一9，即有9a一p6>9%一p,解得pb< 1.AA中符号图表示的是电容器，B中符号图表示的 20V。故选C。 是电阻箱，C中符号图表示的是电动机，D中符号图 10.BDAC边的中点E处的电势PE=24-4V, 表示的是灯泡。故选A。 2 由PB=p如=Pr可知，B、D、E三点构成的平面为等 2.A根据电容的定义式可得C-号-45X10F 3 势面，如图所示 1.5×10-4F。故选A。 3.A根据电容的定义式可知，该电容器的电容C= 号，A错误在国际单位制中，电容的单位是法拉，简 称为法，B错误；C=号是电容的比值定义式，电容与 67 3 电荷量、电压没有本质的决定关系，可知，放电时，电 容器电压降低，其电容不变，C错误；结合上述可知， 充电时，电容器电荷量增多，其电容不变，D错误。故 选A。 4.A电流表G中有从a到b的电流，说明电容器放 电，电容器的电荷量减少，由于电压一定，根据电容的 定义式C=号可知，电容器的电容减小，根据电容的 决定式C一品可知，可能是正对面积减小、介电常 数减小、两极板间的距离增大。故选A。 5.D根据电容的决定式C=总若电容器的电容变 大，一定是插入的电介质多了导致e,增大，所以物体 向左运动，减速向左移动或加速向左移动都可以。故 选D。 6,B负极板带电荷量为-号。A错误；带电金属板不 能看做点电荷，故不能根据库仑定律求解q所受的电 Q 场力。C错误；电容器两板电势差U= 间电场场强E-号一7品，则9所受电场力的大小为 F=9E=品D错误：9所在处的电势是p=E·号 -是B正确。故选B。 7.C如果仅提高电源两端的电压，则电容器的电压增 大，放电时电容器相当于电源，根据1-是可知，电容 器在t=0时刻的放电电流变大，A正确；如果仅将电 阻R的阻值变大，则电容器电压不变，放电电流I= 尺可知，电容器在t=0时刻的放电电流变小，B正 确；如果仅将电阻R的阻值变大，则电容器放电电流 会减小，则放电变慢，C错误；因为t曲线与两坐标 轴所围的面积等于电容器的带电量，则如果仅将电阻 R的阻值变大，则t曲线与两坐标轴所围的面积保 持不变，D正确。故选C。 8.BC静止时，电流表示数为零，但两极板与电源连 接，M板带正电荷，N板带负电荷，A错误；M板由静 止向左平移时，正对面积S诚小，根据C=品可