10.3电势差与电场强度的关系 同步练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高二物理“电势差与电场强度的关系”同步练习，分层设计清晰，基础夯实与能力提升衔接有序，覆盖从单一知识点到综合应用的巩固路径，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础夯实|匀强电场中电势差与电场强度关系的基本概念、公式适用条件及简单计算|以选择题为主，聚焦基础考点，如公式适用范围辨析、等势面与场强方向判断，强化物理观念| |能力提升|电势差与电势能、电场力做功的综合问题，非匀强电场分析及计算题|通过情境化试题（如象棋棋盘模型）和计算题，深化科学推理与模型建构，实现从单一到综合的能力进阶|

2026-2027学年度上学期高二课时作业 电势差与电场强度的关系 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础夯实 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．关于匀强电场中电势差与电场强度的关系，下列说法中正确的是（　　） A．电势减小最快的方向，必定是电场强度的方向 B．公式对匀强电场和非匀强电场都适用 C．在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度也必定大 D．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积 2．某一电场的电场线和等势面如图所示，已知φa＝5 V，φc＝3 V，ab＝bc，则（　　） A．φb＝4 V B．φb＞4 V C．φb＜4 V D．上述情况都有可能 3．一平行板电容器两极板间的距离，当两极板间加的电压时，两极板间电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 4．如图为某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1cm，则该匀强电场的电场强度大小和方向分别为（　　） A．，水平向左 B．，水平向右 C．，水平向右 D．，水平向左 5．如图所示，是矩形的四个顶点，它们正好处于某一匀强电场中，电场线与矩形所在平面平行。已知，；点电势为，点电势为，点电势为6V。则此匀强电场中c点电势大小及电场强度大小分别为（　　） A．、 B．、 C．、 D．、 6．如图，边长L=0.5m的等边三角形ABC所在平面与匀强电场方向平行。一电子从A点运动到B点，静电力做功20eV；从B点运动到C点，克服静电力做功10eV，则（　　） A．A、C两点间的电势差UAC=10V B．匀强电场的场强大小为20V/m C．匀强电场方向由A指向B D．电子从A点运动到C点，静电力做功10eV 7．如图所示，以O点为圆心，以为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成角，已知a、b、c三点的电势分别为，则下列说法正确的是（　　）    A．该匀强电场的场强 B．该匀强电场的场强 C．d点的电势为 D．d点的电势为 8．如图所示，一半径为1m的圆处在平行于圆面的匀强电场中，AB为圆的直径，C为圆上一点，AB与AC夹角为37°。A点电势为2V，圆心O的电势为4V，C点电势为6V，，则（　　） A．匀强电场方向平行于AB B．B点电势大于6V C．匀强电场的电场强度大小为2V/m D．圆周上电势最高点的电势为6.5V 能力提升 二、电势差、电势能及电场力做功综合问题 9．如图为中国象棋棋盘简化模型，匀强电场平行于该棋盘，每个小格均为正方形，边长。O、a、b、c点为棋盘上四个点，带电量的棋子在b点时电势能为。棋子由a点分别移到b点和c点，电场力做功均为。下列说法正确的是（　　） A．电场强度大小为50V/m B．电场强度方向由O点指向a点 C．棋子在棋盘上由O点移到b点电势能减少 D．O点的电势为0 10．如图所示，在直角中，，，匀强电场的电场线平行于所在平面，A、B、C点的电势分别为、、。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的方向沿AB方向 B．电场强度的方向沿AC方向 C．电场强度的大小为 D．一个电子从A点移动到C点，电场力做功为零 11．如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，是圆的内接直角三角形，，O为圆心，半径。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量为的粒子。有些粒子会经过圆周上不同的点。其中到达B点的粒子动能为，达到C点的粒子电势能为（取O点电势为零）、忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，。下列说法正确的是（　　） A．圆周上A、C两点的电势差为 B．圆周上B、C两点的电势差为 C．匀强电场的场强大小为 D．当某个粒子经过圆周上某一位置时，可以具有的电势能，且同时具有的动能 三、非匀强电场中电势差与电场强度的关系 12．空间中某静电场的电场强度随的变化图像如图所示，规定沿轴正方向为电场强度的正方向。一钠离子仅在电场力的作用下沿轴从点运动到处，在此过程中（　　） A．钠离子的电势能一直增大 B．钠离子的加速度先增大后减小 C．钠离子在处的速率小于在处的速率 D．和两点间的电势差小于和两点间的电势差 13．三个点电荷的电场线和等势线如图所示，其中的d，e与e，f两点间的距离相等，则（　　） A．a点电势高于b点电势 B．a、c两点的电场强度相同 C．d、f间电势差为d、e间电势差的两倍 D．从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等 14．真空中某带负电的点电荷的等势面分布如下图所示，图中相邻等势面的半径差相等。下列说法中正确的是（　　） A．相邻等势面间的电势差相等 B．P点的场强比Q点的场强大 C．P点电势比Q点电势高 D．检验电荷在P点比在Q点的电势能低 15．如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且。下列说法正确的是（　　） A．P点电场强度比Q点电场强度大 B．P点电势与Q点电势相等 C．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍 D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变 四、电势差与电场强度关系综合问题 16．如图所示，△ABC处于匀强电场中，电场强度方向平行于三角形所在平面，已知，，，A、B、C三点的电势分别为2V、8V、6V，电子的电荷量为。求： (1)匀强电场的电场强度； (2)将一电子从AC的中点Q移到C点，静电力做的功。 17．如图所示，在电场强度为60N/C的匀强电场中有、、三个点，为12cm，为5cm，其中与电场方向平行，与电场方向垂直。 (1)求两点间的电势差； (2)若点的电势为零，求点的电势； (3)求电荷量为的试探电荷从点移到点的过程中，电场力所做的功。 试卷第6页，共6页 试卷第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D D B D B D D D 题号 11 12 13 14 15 答案 D D D B C 1．A 【详解】A．电势降低最快的方向，必定是电场强度的方向，故A正确； B．公式对匀强电场适用，故B错误； C．在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度不一定大；若两点沿电场线方向相同距离上的两点，电势差大的其场强才必定大，故C错误； D．任意两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积，故D错误。 故选A。 2．A 【详解】题意可知ab＝bc，且电场为匀强电场，根据 可知即，代入题中数据，解得 故选A。 3．D 【详解】平行板电容器两极板间为匀强电场，场强大小为 故选D。 4．D 【详解】匀强电场的等势面和电场线垂直，且电场线由高电势指向低电势，即电场方向水平向左，根据，解得，故选D。 5．B 【详解】在匀强电场中，在相同的方向上，每前进相同的距离，电势的降落相等，故 则得 将bd连接起来，两点电势差为，而ba电势差为，所以将bd二等分，中点M电势为15V，将Ma连接为等势面Ma的垂线为电场线，如图所示 所以bM间的电势差为 则电场强度为 故选B。 6．D 【详解】AD．电子从A点运动到C点，静电力做功 根据电势差的计算公式有 解得 故A错误，D正确； BC．取A点电势为0，B点电势为 解得 C点电势为 设AB中点为D，D点的电势为10V，所以CD是等势线，AB是其一条电场线，根据顺着电场线电势降低，所以匀强电场方向由B指向A，大小为 故BC错误； 故选D。 7．B 【详解】AB．a、c两点之间的电势差 a、c两点之间沿电场线方向的距离 该匀强电场的场强 故A错误，B正确； CD．b、d之间沿电场线方向的距离 b、d之间电势差 由 可得d点的电势为 故CD错误。 故选B。 8．D 【详解】A．根据匀强电场电势分布特点及题意可知，AC中点电势 可知AC中点与O点等势，O与AC中点连线与AC垂直，因此电场强度方向平行于AC，故A错误； B．由于BC与AC垂直，因此B点与C点等势且电势为6V，故B错误； C．匀强电场的电场强度大小 故C项错误； D．设圆周上电势最高点的电势为，则有 联立解得 故D正确。 故选D。 9．D 【详解】B．棋子由点分别移到点和点电场做功相同，两点电势相同， 则 电场线与等势面垂直，因此电场方向与线垂直，沿连线，由指向，故B错误； D．由几何关系可知点到连线的距离等于距离的一半，因此点电势为0，故D正确； A．电场强度，故A错误； C．棋子在棋盘上由点移到点，电场力做功为 根据功能关系可知，棋子在棋盘上由O点移到b点，电势能增加，增加，故C错误。 故选D。 10．D 【详解】AB．A点和C点电势相等，故为AC一条等势线，又电场线与等势线垂直，所以电场方向垂直于AC，且指向B。故AB错误； C．电场强度的大小为 故C错误； D．在等势线上移动电荷时电场力不做功，所以电子从A点移动到C点时，电场力做功为零，故D正确。 故选D。 11．D 【详解】A．粒子在C点的电势能为，根据 可得 因为O点电势为零，所以 根据匀强电场的特点，及AOC为直径，可得 所以 A、C两点的电势差为8V，A错误； B．因为 所以 从A到B根据动能定理 可得 又因为 可得 B、C两点的电势差为4V，B错误； C．由于B点电势和O点电势相等，连接BO，则BO为匀强电场的等势面，A过做BO的垂线交BO于D点，则AD的方向为匀强电场电场线的方向，如图所示 根据几何关系可知 又因为 所以匀强电场的场强大小为 C错误； D．因为B点电势为0，则B点电势能也为0，粒子在B点的总能量为 根据能量守恒可知当某个粒子经过圆周上某一位置时，可以具有的电势能，且同时具有的动能，D正确。 故选D。 12．D 【详解】A．钠离子在轴上从点运动到的过程，钠离子受到的电场力沿轴正方向，所以电场力对钠离子一直做正功，钠离子的电势能一直减小，A错误； B．由图像可知，电场强度一直增大，所以钠离子受到的电场力一直增大，钠离子的加速度一直增大，B错误； C．电场力对钠离子一直做正功，根据动能定理可知，钠离子的动能增大，所以钠离子在处的速率大于在处的速率，C错误； D．图像的面积表示两点间的电势差，所以和两点间的电势差小于和两点间的电势差，D正确。 故选D。 13．D 【详解】A．电场线从高等势面指向低等势面，即电场线从图中的正电荷指向负电荷，因此b点所在的等势面高于a点所在的等势面，A错误； B．a、c两点电场强度方向不同，电场强度不同，B错误； C．从d→e→f电场强度逐渐减小，间距相等，结合可知，则，C错误； D．a点与f点在同一等势面上，a、b两点和f、b两点的电势差相等，根据电场力做功可知从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等，D正确。 故选D。 14．B 【详解】AB．离点电荷越远电场强度越小，由电势差与电场强度的关系可知，相邻等势面间的电势差越小，故A错误，B正确； CD．离负电荷越远电势越高，由于检验电荷的电性未知，所以无法判断检验电荷在P点和Q点的电势能大小关系，故CD错误。 故选B。 15．C 【详解】A．由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度大小相等，A错误； B．由沿电场线方向电势越来越低知，P点电势高于Q点电势，B错误； CD．由电场叠加得P点电场强度 若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P点电场强度大小也变为原来的2倍，同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍，而PQ间距不变，根据定性分析可知P、Q两点间电势差变大，C正确，D错误。 故选C。 16．(1)80V/m，方向与BC方向的夹角为60° (2) 【详解】（1）根据题意可知 故 则 根据电场强度与电势差的关系可得电场强度沿BA方向的分量为 电场强度沿BC方向的分量为 如下图所示，根据矢量合成可得匀强电场的电场强度大小为 设电场强度的方向与BC方向的夹角为θ，则有 解得 即电场强度的方向与BC方向的夹角为30°。 （2）AC的中点Q点的电势为 则将一电子从AC的中点Q移到C点，静电力做的功为 【点睛】 17．(1) (2) (3) 【详解】（1）两点间的电势差为 （2）若点的电势为零，则 可得点的电势为 （3）由于与电场方向垂直，则点电势等于点电势，则有 答案第2页，共8页 答案第1页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $