2.3 电势差与电场强度的关系 同步作业 -2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

第3节 电势差与电场强度的关系 作业 一、选择题 1．下列关于匀强电场中场强和电势差关系的说法正确的是(　　) A．在相同距离上，电势差大的其场强也必定大 B．任意两点的电势差，等于场强与这两点间距离的乘积 C．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等 D．电势降低的方向，必定是电场强度的方向 2.如图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场方向夹角为60°，则UBA的值为(　　) A．－10 V　　　　　　B．10 V C．－5 V D．－53 V 3．正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电．若观察到某次闪电的火花长约100 m，且已知空气的击穿场强为3×106 V/m，那么发生此次闪电的电势差约为(　　) A．3×108 V B．3×106 V C．3×104 V D．3×10－5 V 4.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如图所示，由此可知c点的电势为(　　) A．4 V　　　B．8 V C．12 V　　　D．24 V 5.如图为电场中的一条电场线，其中a、b、c、d四点中ab＝cd，下列的判断正确的是(　　) A．a点场强一定大于c点的场强 B．Uab一定为正值 C．Uab一定等于Ucd D．若a点处的正电荷只在电场力作用下，一定沿电场线方向移动 6.图中平行金属板A、B之间有匀强电场，A、B间电压为600 V，A板带正电，接地，A、B两板间距12 cm，C点离A板4 cm.则关于C点的电势，下列说法中正确的是(　　) A．φC＝400 V B．φC＝－400 V C．φC＝－200 V D．φC＝200 V 7.如图所示，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列，A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上．将电荷量为q＝＋1.6×10－6 C的电荷从A点移到C点，电势能减少1.92×10－5 J，若取C点为电势零点(φC＝0 V)，则B点的电势是(　　) A．一定等于6 V B．一定低于6 V C．一定高于6 V D．无法确定 8．如图所示，三个电势分别为φ1、φ2、φ3的等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，静电力做正功W1；若由c经b移到d，静电力做正功W2，则(　　) A．W1＞W2，φ1＞φ2 B．W1＜W2，φ1＜φ2 C．W1＝W2，φ1＜φ2 D．W1＝W2，φ1＞φ2 9．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) 10.(多选)如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能达到N板，如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)(　　) A．使初速度减为原来的 B．使M、N间电压加倍 C．使M、N间电压提高到原来的4倍 D．使初速度和M、N间电压都减为原来的 11.(多选)如图所示的同心圆(虚线)是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有(　　) A．电子沿AC运动时受到的电场力越来越小 B．电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大 C．电势φA>φB>φC D．电势差UAB＝UBC 二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 12.电子的电荷量为e、质量为m，以速率v0沿电场线方向射入到场强为E的匀强电场中，如图所示．电子从A点入射，到B点速度变为零． (1)A、B两点间的电势差是多大？ (2)A、B两点间的距离是多少？ 参考答案： 1.【解析】　由匀强电场的特点知A、B错，C对；电势降低最快的方向才是电场强度方向，D错．【答案】　C 2.【解析】　根据电势差与场强的关系U＝E·d得UAB＝E·LABcos 60°＝100×0.1× V＝5 V，且沿电场线电势降低，φA＞φB，则UBA＝－5 V，所以C选项正确．【答案】　C 3.【解析】　将空气中的电场视为匀强电场，由U＝Ed，可得U＝3×108 V，A正确．【答案】　A 4.【解析】　根据匀强电场的特点，Uad＝Ubc，即φa－φd＝φb－φc，解得φc＝8 V，B正确． 【答案】　B 5.【解析】　由于只画出一条电场线，无法判断其疏密，即a点场强不一定大于c点场强，故A错误；由于沿电场线方向电势降低，故B正确；因无法确定是否为匀强电场，Uab不一定等于Ucd，C错误；因正电荷初始情况不明，不一定沿电场线方向移动，故D错误．【答案】　B 6.【解析】　根据E＝，金属板间电场强度E＝ V/m＝5×103 V/m.根据U＝Ed，UAC＝5×103×4×10－2 V＝200 V．由于φA＝0，故φC＝－200 V，C正确．【答案】　C 7.【解析】　根据题意，WAC＝1.92×10－5 J，UAC＝＝12 V．由于点电荷周围的电场为非匀强电场，根据U＝Ed可定性判断UAB>UBC，故B正确．【答案】　B 8.【解析】　电场力做功与路径无关所以有W1＝W2.因移动的是正电荷，电场力做正功，所以Ucd＞0，φ1＞φ2.【答案】　D 9.【解析】　在匀强电场中，两点间的电势差U＝Ed，而d是沿场强方向上的距离，所以UOP＝－10sin θ(V)，选项A正确．【答案】　A 10.【解析】　由题意知，带电粒子在电场中做减速运动；在粒子恰好能到达N板时，由动能定理可得－qU＝－mv.要使粒子到达两极板中间后返回，设此时两极板间电压为U1，粒子的初速度为v1，则由动能定理可得－q＝－mv.联立两方程解得＝.可见，选项B、D均符合等式的要求，本题的答案为B、D项．【答案】　BD 11.【解析】　由题给的等势线为同心圆可知场源为位于圆心处的点电荷，越靠近点电荷，电场强度越大，所以电子沿AC运动时受到的电场力越来越大，选项A错； 由电子只在电场力作用下由A向C运动时速度越来越小，可知电场力做负功，电子势能越来越大，选项B正确；电子所受电场力方向沿CA方向，即电场方向沿AC方向，场源点电荷为负电荷，A、B、C三点电势A点最高，C点最低，选项C正确；由A到C电场增强，因为B为AC中点．根据U＝Ed定性分析可以得出UAB<UBC，故D错误．【答案】　BC 12.【解析】　(1)电子由A点射入，到B点速度变为零， 由动能定理－eUAB＝0－mv， 即UAB＝. (2)A、B两点间的距离d＝＝. 【答案】　(1)　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $