10.3电势差与电场强度的关系拔高练习卷 -2025-2026学年高二下学期物理人教版必修第三册
2026-05-29
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3. 电势差与电场强度的关系 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 电场能的性质 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.99 MB |
| 发布时间 | 2026-05-29 |
| 更新时间 | 2026-05-29 |
| 作者 | 初高中物理资料大全 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58107567.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
练习为“电势差与电场强度的关系”拔高同步练,含单选10题、多选5题、解答题5题,通过从基础概念辨析到综合几何应用的梯度设计,强化物理观念与科学推理能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|电场线、电势比较、场强大小判断|单选1-5聚焦单一概念辨析,如电场线疏密与场强关系|
|综合应用|等势面、三维电场、能量变化分析|多选11-15结合多维情境,如等差等势面中电子动能变化|
|拓展提升|几何关系与场强计算综合|解答题16-20需运用直角三角形、立方体等几何模型求场强|
内容正文:
电势差与电场强度的关系拔高练习卷
一、单选题
1.某区域静电场的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两个点。下列说法正确的是( )
A.B点的电势比A点的低
B.B点的电场强度比A点的大
C.将一负电荷从B点移动到A点,静电力做负功
D.将一正电荷从B点由静止释放,仅在静电力作用下它将沿电场线运动
2.如图所示,O点处的正点电荷Q在空间激发电场,A、B、C分别是以O为圆心的三个同心圆上的点,且A、B、C在同一条电场线上。已知三个圆的半径关系为现将一个负电荷q轻轻放到B点位置,只考虑电场力的作用。下列说法正确的是( )
A.电荷q将向C点移动
B.电场力将对电荷q做正功
C.电荷q受到的电场力F逐渐减小
D.A、B、C三点所在电势满足
3.在地图中,通常用等高线来表示地势的高低,在物理学中通常采用等势线来表示电势的高低,若将图中等高线改为等势线,所标数字为电势,则( )
A.图中B、D两点的电场强度相同
B.将电子由B点移动到A点,电场力对电子做负功
C.同一正电荷在A点处的电势能大于在B点处的电势能
D.若重新标定零势能面,则A、B两点间的电势差将改变
4.如图,在xOy平面内有一匀强电场,以原点O为圆心、R=0.1m为半径的圆周上有a、b、c、d四个点。a、b、c三点的电势分别为6V、4V、-2V,d点是圆弧bc的中点。下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为20V/m
B.电场强度的方向一定由a指向c
C.将一电子从b点移到d点,电场力做正功
D.正电子在d点的电势能大于在a点的电势能
5.如图,匀强电场中有一假想长方体;,,长度分别为,,;,,及四点的电势分别为,,,,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,三维坐标系O-xyz内存在着匀强电场,A、B、C为坐标轴上的点,它们到坐标原点O的距离分别为3m、2m、1m,已知四个点的电势分别为、、、,则电场强度大小为( )
A. B. C. D.
7.如图1,、、是某电场中一条电场线上的三点,且。一个负电荷从点由静止释放,仅在静电力的作用下从点经过点运动到点,其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A.三点的电场强度大小
B.三点的电势
C.相邻两点间的电势差
D.该负电荷在三点的电势能
8.量子计算是新一轮科技革命的核心领域,超导量子干涉器件(SQUID)是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近,会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示,虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面,实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是( )
A.等势面a的电势低于等势面c的电势
B.电子在M点的加速度小于其在N点的加速度
C.电子在M点的电势能大于其在N点的电势能
D.电子从M点运动到N点的过程中,电场力对其做负功
9.如图所示,三个同心圆是固定的正点电荷Q周围的三个等势面,这三个圆的半径关系是r1∶r2∶r3=1∶2∶3。一个带电粒子仅在静电力作用下沿图中实线所示的轨迹运动,先后经过a、b、c三个点。下列说法正确的是( )
A.该带电粒子带负电
B.三点的电势大小关系是
C.该带电粒子在三点的动能大小关系是
D.该带电粒子经过三点时受静电力的大小关系是
10.如图所示,在直角坐标平面中有三点,点坐标为。现加上一平行于平面的匀强电场,已知、、,电子的电荷量为,则下列说法正确的是( )
A.电场强度大小为
B.电场强度大小为
C.若在矩形中心由静止释放一个电子,则电子出矩形时的动能为6.5 eV
D.若在矩形中心由静止释放一个电子,则电子出矩形时的动能为5.5 eV
二、多选题
11.图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,相邻等势面间的距离为5cm,已知平面a上的电势为0V。从O点同时向各个方向发射电子束,初动能均为10eV,所有电子向左运动,最远能到达平面a所在的等势面。电子重力忽略不计,则下列说法中正确的是( )
A.平面c的电势高于平面b的电势
B.匀强电场的场强大小为1V/m
C.所有电子经过平面d时,其动能均为15eV
D.水平向左的电子与水平向右的电子到达平面f的时间之比为
12.如图所示,底边长、高的正六棱柱置于匀强电场中。已知、、、,下列说法正确的有( )
A.A点电势 B.B点电势
C.电场强度大小 D.电场强度大小
13.如图所示,匀强电场与等腰三角形所在的平面平行。将电荷量为的点电荷从电场中的点移动到点,静电力做功为;再将电荷从点移动到点,克服静电力做功为。已知,D为的中点,。规定点的电势为0,下列说法正确的是( )
A.AB两点的电势差
B.电场强度的大小为100V/m
C.电场强度的方向沿BA边指向A
D.将该电荷由C点移动到A点,静电力不做功
14.如图所示为匀强电场中的立方体ABCD-EFGH,边长为1m,中心为O点,已知,,,,由此可以判断( )
A. B.场强的方向由G指向A
C.场强的大小为V/m D.场强的大小为2V/m
15.图甲所示,平面直角坐标系处在匀强电场中,匀强电场与坐标平面平行,x轴正半轴上各点的电势随x变化的规律如图乙所示,y轴正半轴上各点的电势随y变化的规律如图丙所示。在坐标原点处沿x轴正方向以大小为的速度射出一个比荷为的带正电的点电荷,不计粒子的重力,已知,,则下列判断正确的是( )
A.匀强电场的电场强度大小为
B.匀强电场的方向与x轴正方向夹角为
C.粒子运动过程中的电势能先减小后增大
D.粒子运动过程中所经位置的最高电势为4.5 V
三、解答题
16.如图,有一直角三角形ABC处在匀强电场中,电场方向与三角形所在平面平行。将一个电子从A点移动到B点,电场力做功为W;将一个质子从C点移动到B点,克服电场力做功为2W。已知AB边长为L,,电子与质子的电荷量大小均为e。取B点的电势为零,求:
(1)A点的电势;
(2)匀强电场的电场强度E的大小和方向。
17.如图所示,空间有一匀强电场,其方向与等边三角形ABC所在的平面平行,分别为AB、AC、BC的中点,O点为三角形的中心。三角形的边长,B点的电势为0。现将一个电荷量的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。
(1)求A、B之间的电势差。
(2)求电场强度E的大小。(要求画出作图过程)
18.如图所示,为一组方向未知的匀强电场的电场线,将带电荷量为的点电荷由A点沿水平线移至B点,电场力做了的功,已知A、B间的距离为。试求:
(1)A、B两点间的电势差;
(2)若A点的电势为,试求B点的电势;
(3)该匀强电场的电场强度E的大小并判断其方向。
19.在如图所示的直角坐标系中,有平行于坐标平面的匀强电场。将电子由点移到点,其电势能增加12eV,由点移到点,其电势能增加8eV,求:
(1)电场强度的大小;
(2)若设点电势为零,求点的电势。
20.匀强电场中有一个立方体空间,立方体上表面为ABCD,下表面为PMRS,立方体的边长为1cm,以P为坐标原点建立三维直角坐标系,如图所示,已知B、D、R三点的电势均为2V,C点的电势为4V,求C、P两点间的电势差和电场强度大小?
答案第10页,共12页
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电势差与电场强度的关系拔高练习卷
一、单选题
1.某区域静电场的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两个点。下列说法正确的是( )
A.B点的电势比A点的低
B.B点的电场强度比A点的大
C.将一负电荷从B点移动到A点,静电力做负功
D.将一正电荷从B点由静止释放,仅在静电力作用下它将沿电场线运动
【答案】C
【详解】A.沿电场线方向电势逐渐降低,由电场线方向可得
故B点的电势比A点的高,A错误;
B.电场线的疏密表示场强大小,A点电场线比B点更密,因此,B错误;
C.负电荷从B点到A点,电势降低,根据电势能
可知,负电荷电势能增加,静电力做负功,C正确;
D.只有电场线为直线时,正电荷从静止释放才会沿电场线运动,本题电场线是曲线,静电力始终沿电场线切线方向,速度方向会不断偏离原电场线,无法沿电场线运动,D错误。
故选C。
2.如图所示,O点处的正点电荷Q在空间激发电场,A、B、C分别是以O为圆心的三个同心圆上的点,且A、B、C在同一条电场线上。已知三个圆的半径关系为现将一个负电荷q轻轻放到B点位置,只考虑电场力的作用。下列说法正确的是( )
A.电荷q将向C点移动
B.电场力将对电荷q做正功
C.电荷q受到的电场力F逐渐减小
D.A、B、C三点所在电势满足
【答案】B
【详解】A.O处为正点电荷,电场方向沿径向向外(方向为);负电荷受到的电场力方向与电场方向相反,指向O,因此负电荷会向A点移动,不会向C点移动,故A错误;
B.负电荷的运动方向(向A)与电场力方向一致,因此电场力对电荷做正功,故B正确;
C.负电荷向O移动时,到O的距离逐渐减小,根据点电荷场强公式
减小则增大,电场力
逐渐增大,故C错误;
D.正点电荷电场中,越靠近O场强越大,已知相邻间距满足
AB段的平均场强大于BC段,根据电势差与场强的关系
可得
故D错误。
故选B。
3.在地图中,通常用等高线来表示地势的高低,在物理学中通常采用等势线来表示电势的高低,若将图中等高线改为等势线,所标数字为电势,则( )
A.图中B、D两点的电场强度相同
B.将电子由B点移动到A点,电场力对电子做负功
C.同一正电荷在A点处的电势能大于在B点处的电势能
D.若重新标定零势能面,则A、B两点间的电势差将改变
【答案】C
【详解】A.电场中等势线越密的地方,电场强度越大,由图可知,B点等势面疏,D点等势面密,所以B点的电场强度小于D点电场强度,故A错误;
B.根据电场力做功与电势差的关系可得
电场力做正功,故B错误;
C.由图可知,A点电势高于B点电势,正电荷在电势高的地方电势能大,所以正电荷在A处的电势能大于其在B处的电势能,故C正确;
D.重新标定零势能面,只影响A、B点的电势,不影响电势差,故D错误。
故选 C。
4.如图,在xOy平面内有一匀强电场,以原点O为圆心、R=0.1m为半径的圆周上有a、b、c、d四个点。a、b、c三点的电势分别为6V、4V、-2V,d点是圆弧bc的中点。下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为20V/m
B.电场强度的方向一定由a指向c
C.将一电子从b点移到d点,电场力做正功
D.正电子在d点的电势能大于在a点的电势能
【答案】A
【详解】AB.由题意可知,两点间的电势差为,两点间的电势差为,所以取中点,连接并延长,为等势线,过点做的垂线,交于点,交圆周于点,连接,则为等势线,为电场线,由图可知
所以有
由于
根据勾股定理有
解得
所以电场强度大小
电场强度的方向由指向,故A正确,B错误。
CD.根据沿电场线方向电势逐渐降低,由题意可知,所以电子的电势能在、两点的关系为,所以将一电子从点移到点,电场力做负功,同理正电子的电势能在、两点的关系为,故CD错误。
故选A。
5.如图,匀强电场中有一假想长方体;,,长度分别为,,;,,及四点的电势分别为,,,,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知沿方向的分场强大小为
沿方向的分场强大小为
沿方向的分场强大小为
则该匀强电场的电场强度大小为
故选D。
6.如图所示,三维坐标系O-xyz内存在着匀强电场,A、B、C为坐标轴上的点,它们到坐标原点O的距离分别为3m、2m、1m,已知四个点的电势分别为、、、,则电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设电场在x、y、z三个坐标轴上的分量分别为、、,各方向均满足匀强电场关系式
由题意可知沿AO方向电势降低,电场强度在x轴的分量沿x轴负方向,大小满足,
沿BO方向电势降低,电场强度在y轴的分量沿y轴负方向,大小满足
沿CO方向电势降低,电场强度在z轴的分量沿z轴负方向,大小满足
故电场强度大小为
故选B。
7.如图1,、、是某电场中一条电场线上的三点,且。一个负电荷从点由静止释放,仅在静电力的作用下从点经过点运动到点,其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A.三点的电场强度大小
B.三点的电势
C.相邻两点间的电势差
D.该负电荷在三点的电势能
【答案】C
【详解】B.一个负电荷从点由静止释放,仅在静电力的作用下从点经过点运动到点,可知负电荷所受电场力向右,则电场线方向向左,根据沿着电场线方向电势降低可知,故B错误;
A.根据图2可知,负电荷向右运动过程中,加速度逐渐减小,根据牛顿第二定律
可知三点的电场强度大小关系为,故A错误;
C.根据结合A选项定性分析可知相邻两点间的电势差,故C正确;
D.电场力做正功,电势能减小,则该负电荷在三点的电势能,故D错误。
故选C。
8.量子计算是新一轮科技革命的核心领域,超导量子干涉器件(SQUID)是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近,会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示,虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面,实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是( )
A.等势面a的电势低于等势面c的电势
B.电子在M点的加速度小于其在N点的加速度
C.电子在M点的电势能大于其在N点的电势能
D.电子从M点运动到N点的过程中,电场力对其做负功
【答案】D
【详解】A.从电子运动的轨迹和等势面的分布可以判断,电子在N点受到的电场力向左,因此电场线向右,即电场线垂直等势面从a指向d,可知等势面a的电势高于等势面c的电势,故A错误;
B.等差等势面越密场强越大,因此M点场强大于N点场强,根据可知,电子在M点的加速度大于其在N点的加速度,故B错误;
CD.由A选项可知,M点电势高于N点电势,又因为电子带负电,因此电子在M点的电势能小于其在N点的电势能,且电子从M点运动到N点的过程中,电场力对其做负功,故C错误、D正确。
故选D。
9.如图所示,三个同心圆是固定的正点电荷Q周围的三个等势面,这三个圆的半径关系是r1∶r2∶r3=1∶2∶3。一个带电粒子仅在静电力作用下沿图中实线所示的轨迹运动,先后经过a、b、c三个点。下列说法正确的是( )
A.该带电粒子带负电
B.三点的电势大小关系是
C.该带电粒子在三点的动能大小关系是
D.该带电粒子经过三点时受静电力的大小关系是
【答案】C
【详解】A.从轨迹可以判断,该粒子受到排斥力,由于中心是固定的正点电荷,所以该粒子带正电,故A错误;
B.离点电荷越近,电场强度越大,根据可以定性分析,即,故B错误;
C.由动能定理可得,,且为正电,因为,所以,故C正确;
D.点电荷之间静电力
则,故D错误。
故选C。
10.如图所示,在直角坐标平面中有三点,点坐标为。现加上一平行于平面的匀强电场,已知、、,电子的电荷量为,则下列说法正确的是( )
A.电场强度大小为
B.电场强度大小为
C.若在矩形中心由静止释放一个电子,则电子出矩形时的动能为6.5 eV
D.若在矩形中心由静止释放一个电子,则电子出矩形时的动能为5.5 eV
【答案】C
【详解】AB.根据对称性可知
解得
因此
Oc间必存在一点使得
如图所示
根据几何关系可得
解得
由几何关系可知ad与bO垂直,故电场线由b指向O,电场强度大小为,故AB错误;
CD.根据匀强电场电势分布特点可知,矩形Odbc中心f点的电势为
若电子由f点静止释放,则沿Ob运动到b点出矩形,根据动能定理可得,故C正确,D错误。
故选C。
二、多选题
11.图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,相邻等势面间的距离为5cm,已知平面a上的电势为0V。从O点同时向各个方向发射电子束,初动能均为10eV,所有电子向左运动,最远能到达平面a所在的等势面。电子重力忽略不计,则下列说法中正确的是( )
A.平面c的电势高于平面b的电势
B.匀强电场的场强大小为1V/m
C.所有电子经过平面d时,其动能均为15eV
D.水平向左的电子与水平向右的电子到达平面f的时间之比为
【答案】AC
【详解】A.由题意可知,电子由O点运动到平面a所在的等势面的过程中,电场力做负功,电势能增大,电势降低,所以电场水平向左,即平面c的电势高于平面b的电势,故A正确;
B.由题意可知,电子由O点运动到平面a所在的等势面的过程中,根据动能定理
其中
解得
则平面c与平面a的电势差为
所以,电场强度为,故B错误;
C.根据动能定理所有电子经过平面d时
解得,故C正确;
D.电场力做功与路径无关,所以水平向左的电子与水平向右的电子到达平面f的动能相等,即速度相等,设为,初速度为,根据动能定理可得
可得
所以
根据可得
加速度大小为,则水平向左的电子到达平面f的时间为
水平向右的电子到达平面f的时间为
则,故D错误。
故选AC。
12.如图所示,底边长、高的正六棱柱置于匀强电场中。已知、、、,下列说法正确的有( )
A.A点电势 B.B点电势
C.电场强度大小 D.电场强度大小
【答案】AD
【详解】如图,过E点作DE延长线,过F作垂线交DE延长线于P点,由几何关系,分析知,则PF为等势线、PD为平面ABCDEF分场强方向。,EA、DB均为等势线,、,A正确、B错误;
平面ABCDEF分场强
垂直平面方向分场强
场强,C错误,D正确。
故选AD。
13.如图所示,匀强电场与等腰三角形所在的平面平行。将电荷量为的点电荷从电场中的点移动到点,静电力做功为;再将电荷从点移动到点,克服静电力做功为。已知,D为的中点,。规定点的电势为0,下列说法正确的是( )
A.AB两点的电势差
B.电场强度的大小为100V/m
C.电场强度的方向沿BA边指向A
D.将该电荷由C点移动到A点,静电力不做功
【答案】BD
【详解】A.根据电场力做功公式
又,解得
根据
解得
在匀强电场中,沿任意直线电势均匀变化,且D为BC中点,故
解得
由于,故AC连线为等势线,电场强度方向垂直于AC。则,故A错误;
D.因,则
将该电荷由C点移动到A点,静电力不做功,故D正确;
BC.在△ABC中,∠A=120°且为等腰三角形,故∠C=30°
由正弦定理得
解得
电场强度大小
其中d为B点到等势线AC的垂直距离。由几何关系
代入数值计算可得
解得
电场方向垂直于AC指向电势降低的方向(由B指向AC),不沿BA方向,故B正确,C错误。
故选BD。
14.如图所示为匀强电场中的立方体ABCD-EFGH,边长为1m,中心为O点,已知,,,,由此可以判断( )
A. B.场强的方向由G指向A
C.场强的大小为V/m D.场强的大小为2V/m
【答案】AC
【详解】A.O点为AG的中点,则电势,A正确;
B.因,则EG连线为等势线,而AG连线与GE不垂直,可知场强的方向不是由G指向A,B错误;
CD.因
可知
可知,方向沿EA方向;
,方向沿AB方向;
,方向沿DA方向;
则场强的大小为,C正确,D错误。
故选AC。
15.图甲所示,平面直角坐标系处在匀强电场中,匀强电场与坐标平面平行,x轴正半轴上各点的电势随x变化的规律如图乙所示,y轴正半轴上各点的电势随y变化的规律如图丙所示。在坐标原点处沿x轴正方向以大小为的速度射出一个比荷为的带正电的点电荷,不计粒子的重力,已知,,则下列判断正确的是( )
A.匀强电场的电场强度大小为
B.匀强电场的方向与x轴正方向夹角为
C.粒子运动过程中的电势能先减小后增大
D.粒子运动过程中所经位置的最高电势为4.5 V
【答案】AD
【详解】A.由图可知,匀强电场沿各个方向的分量为,
根据电场强度的矢量合成可得,匀强电场的电场强度大小为,故A正确;
B.电场方向指向第三象限,设与轴负方向夹角为,则
即
与轴正方向夹角为,故B错误;
C.粒子带正电,初速度沿正方向,受力方向与电场一致(第三象限),初始阶段速度与力夹角大于,电场力做负功,电势能增加;随后轨迹偏转,夹角小于,电势能减小,即电势能先增大后减小,故C错误;
D.根据题意,带电粒子沿电场方向速度减为零时,电势最高,设带电粒子逆电场线运动的距离为,则由动力学方程有,
解得
由原点电势为零,则最高点电势,故D正确。
故选AD。
三、解答题
16.如图,有一直角三角形ABC处在匀强电场中,电场方向与三角形所在平面平行。将一个电子从A点移动到B点,电场力做功为W;将一个质子从C点移动到B点,克服电场力做功为2W。已知AB边长为L,,电子与质子的电荷量大小均为e。取B点的电势为零,求:
(1)A点的电势;
(2)匀强电场的电场强度E的大小和方向。
【答案】(1)
(2),方向与AB成60°斜向左上方
【详解】(1)由题意,A、B之间的电势差
又且
所以
(2)由题意,C、B之间的电势差
则有
由于是匀强电场,所以BC边的中点D的电势为,所以AD为等势线。
由几何关系可知,B点到AD的距离
电场强度的大小
解得,方向与AB成60°斜向左上方。
17.如图所示,空间有一匀强电场,其方向与等边三角形ABC所在的平面平行,分别为AB、AC、BC的中点,O点为三角形的中心。三角形的边长,B点的电势为0。现将一个电荷量的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。
(1)求A、B之间的电势差。
(2)求电场强度E的大小。(要求画出作图过程)
【答案】(1)-4V
(2)200V/m
【详解】(1)根据
可得
(2)由于B点电势为零,
联立解得
因为M为AB中点,则M点的电势
因为,
解得
连接CM,可知CM为等势线,如图
由于CM垂直AB,则AB为电场线,则场强
18.如图所示,为一组方向未知的匀强电场的电场线,将带电荷量为的点电荷由A点沿水平线移至B点,电场力做了的功,已知A、B间的距离为。试求:
(1)A、B两点间的电势差;
(2)若A点的电势为,试求B点的电势;
(3)该匀强电场的电场强度E的大小并判断其方向。
【答案】(1)
(2)
(3),沿电场线向上
【详解】(1)根据
代入数据解得
(2)根据
解得
(3)如图所示
由几何关系可得A、B两点沿电场线方向的距离
根据
代入数据解得
根据沿着电场线方向电势降低可知方向:沿电场线向上。
19.在如图所示的直角坐标系中,有平行于坐标平面的匀强电场。将电子由点移到点,其电势能增加12eV,由点移到点,其电势能增加8eV,求:
(1)电场强度的大小;
(2)若设点电势为零,求点的电势。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)将电子由点移到点,其电势能增加12eV,则有
解得
由点移到点,其电势能增加8eV,则有
解得
则有
电场强度沿轴负方向的分场强大小为
电场强度沿轴负方向的分场强大小为
则电场强度的大小为
(2)若设点电势为零,设过与平行的直线交于点,根据图中比例关系可得
解得
又
解得点的电势
20.匀强电场中有一个立方体空间,立方体上表面为ABCD,下表面为PMRS,立方体的边长为1cm,以P为坐标原点建立三维直角坐标系,如图所示,已知B、D、R三点的电势均为2V,C点的电势为4V,求C、P两点间的电势差和电场强度大小?
【答案】6V,
【详解】在匀强电场中,平行且相等的线段两端点的电势差也相等,即
解得
所以
如图甲所示
根据题意可知,BDR所在平面为等势面,匀强电场的方向垂直于这个面,过C点做这个面的垂线段,垂足为H,设其长度为,如图乙,由几何知识可知,等边三角形BDR的边长为
其高为
面积为
根据三棱锥的体积公式有
以BCD平面为底,CR为高,设立方体边长为,则三棱锥体积为
可以解得
电场强度为
答案第10页,共12页
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