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

**基本信息** 本同步训练按“基础计算—综合分析—实际应用”三阶分层，通过10题系统覆盖电势差与电场强度关系的定量计算、场线分析及实际问题，梯度衔接合理，巩固路径从单一公式应用到综合素养提升。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |考点一|U=Ed定量计算|以匀强电场等势面、平行板电场为情境，通过4道单选题直接考查公式应用，夯实物理观念| |考点二|等势面、电场线与粒子运动分析|结合等高线类比、运动轨迹与等势面，设置3题（含多选、图像分析），培养科学推理能力| |考点三|实际应用与综合计算|联系放电刷、离子导入技术，含2道选择+1道计算题，体现科学态度与责任，深化知识迁移|

10.3电势差与电场强度的关系 分类同步训练 姓名：___________班级：___________ 考点一：匀强电场中 U=Ed的定量计算 1．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 2．如图所示，带有等量异号电荷，相距的平行板A和B之间有一个匀强电场。电场强度，方向向下。电场中点距B板，点距A板，点有一个电荷量的点电荷。则（　　） A．、两点电势差 B．若将B板接地，则点的电势为 C．若将B板接地，则点电荷在点的电势能为 D．若将点电荷从点移动到点，电场力做功为 3．如图所示，在直角中，，，匀强电场的电场线平行于所在平面，且A、B、C点的电势分别为、、。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的方向沿方向 B．电场强度的大小为400V/m C．一个电子从A点移动到点，电场力做功为零 D．一个电子从B点移动到点，电场力做功为 4．如图所示，在直角坐标系中有四点，点坐标为。现加上方向平行于平面的匀强电场，三点电势分别为。现将带负电、电荷量大小为的点电荷从点沿移动到点，下列说法正确的是（　　） A．坐标原点O的电势为1V B．该点电荷在点的电势能为 C．电场强度的大小为 D．电场强度的大小为 二、 考点二：等势面、电场线与粒子运动、图像分析 5．（多选）某小山坡的等高线如图，表示山顶，、是同一等高线上两点，、分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则以下说法不正确的是（　　） A．小球沿运动的加速度比沿的大 B．小球分别运动到、点时速度大小不同 C．若把等高线看成某静电场的等势线，则点电场强度比点大 D．若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快 6．某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场力作用下的运动轨迹，、分别是运动轨迹与等势面、的交点，运动轨迹与等势面在点相切，则下列说法正确的是（　　） A．粒子带负电荷 B．点的电场强度比点的电场强度大 C．粒子在点的电势能比在点的电势能小 D．粒子在点的动能比在点的动能小 7．工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的虚线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为，运动经过的各点电势为，则下列四个图像可能合理的是（　　） A． B． C． D． 考点三：综合应用 8．飞机在飞行中因摩擦积累的大量静电会干扰飞机通讯系统，引发安全事故。设计者在机翼上安装了许多尖刺（如图甲），这些尖刺称为放电刷，它利用尖端放电的原理，将飞机在飞行中因摩擦积累的电荷及时释放到大气中。科学家们常用如图乙所示的针—板模型进行放电刷的模拟实验，已知图乙中，下列关于飞机放电刷的工作原理及相关物理知识的说法，正确的是（     ） A． B．图乙虚线上可能存在电场强度为0的位置 C．飞机飞行时与空气摩擦产生的静电，是空气分子中的正电荷转移到飞机上 D．针状电极附近空气电离后，电场力对空气中的正负电荷都做正功 9．（多选）离子导入疗法是一种无创给药技术。如下图，将含有待导入药物的电极A贴在皮肤上，电极B不含药物，置于身体的另一部位。A、B电极分别接直流电源两端，带正电的药物离子会穿过皮肤，实现精准给药。下列说法正确的是（　　） A．电极A的电势高于电极B B．在皮肤下形成的是匀强电场 C．离子穿过皮肤过程中电势能增大 D．调大两极间电势差，可以加快给药进程 10．如图所示，相距为d的两平行金属板间存在匀强电场。一个电子从左极板O点处以速度沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回。已知O、A两点相距为，电子质量为m，电荷量为e，不计电子重力。 （1）求O、A两点间的电势差大小； （2）求两平行金属极间电势差大小U； （3）设右极板电势为零，求A点电势。 试卷第2页（共3页） 试卷第3页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《10.3电势差与电场强度的关系 分类同步训练》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 D D C D ABC D D D AD 1．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。 2．D 【详解】A．沿电场方向电势降低，故D点电势高于C点电势，根据公式可得CD两点间的电势为 故A错误； B．因为B板接地，所以B板电势为零，DB间的电势差等于D点电势，故 故B错误； C．若将B板接地，CB间的电势差等于C点的电势，所以 所以 故C错误； D．若将点电荷从点移动到点，电场力做功 故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．A点和点电势相等，故为一条等势线，又电场线与等势线垂直，所以电场方向垂直于，且指向B。故A错误； B．电场强度的大小为 故B错误； C．在等势线上移动电荷时电场力不做功，所以电子从A点移动到点时，电场力做功为零，故C正确； D．一个电子从B点移动到点，电场力做功为 故D错误。 故选C。 【点睛】电场线与等势线垂直，在等势线上移动电荷时电场力不做功。 4．D 【详解】A．由于该电场是匀强电场，故沿着同一个方向相同距离，电势差相等，则有 代入数据解得，故A错误； B．该点电荷在点的电势能为，故B错误； CD．该电场沿轴方向的分场强大小为 沿轴方向的分场强大小为 则该电场的电场强度的大小为，故C错误，D正确； 故选D。 5．ABC 【详解】A．等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得（为坡面与水平面夹角），MB对应的等高线更密集，坡面更陡，小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大，故A错误，满足题意要求； B．A、B在同一等高线，小球下落高度相同，根据机械能守恒可知，运动到A、B点时速度大小相等，故B错误，满足题意要求； C．若把等高线看成某静电场的等势线，等差等势线越密集，电场强度越大，B处等势线更密集，A点电场强度比B点小，故C错误，满足题意要求； D．若把等高线看成某静电场的等势线，等差等势线越密集，电势降落越快，右侧等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，D正确，不满足题意要求。 故选ABC。 6．D 【详解】A．根据等势面的电势分布可知，带电体带正电荷，再由粒子的运动轨迹可知，粒子在运动过程中受到带电体的排斥，所以该带电粒子带正电荷，故A错误； B．等差等势面越密集，电场强度越大，所以M点的电场强度比N点的小，故B错误； C．粒子带正电，由题图可知P点的电势高于M点的电势，则根据可知，粒子在P点的电势能比在M点的电势能大，故C错误； D．由于带电粒子仅在电场作用下运动，电势能与动能总和不变，所以当粒子的电势能增大时其动能减小。由于粒子在P点的电势能比在M点的电势能大，因此粒子在点时的动能比在M点的动能小，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】B．电子所受的电场力的方向与电场强度方向相反，指向圆心，所以电子向圆心运动，电场强度逐渐增大，根据F=eE，电场力逐渐增大，故B错误； A．电子的加速度，电子向圆心运动，电场强度增大，电子的加速度增大，速度图线的斜率增大，图线向上弯曲，故A错误； C．根据Ep=eEx，电子向圆心运动，电场强度增大，电势能图线的斜率增大，图线向上弯曲，故C错误； D．根据，Ep=eEx 解得φ=Ex 电子向圆心运动，逆电场线运动电势升高；电子向圆心运动，电场强度增大，电势图线的斜率增大，图线向上弯曲，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】A．根据 可知AB段的平均场强大于BC段的平均场强，所以大于，故A错误； B．虚线上的电场线方向始终由针状电极指向板状电极，说明电场强度方向始终沿虚线指向板状电极，不存在电场强度为0的位置，故B错误； C．飞机飞行时与空气摩擦产生的静电，本质是电子发生了转移，而不是正电荷转移，故C错误； D．针状电极附近空气电离后，正电荷受到的电场力方向与电场线方向相同，负电荷受到的电场力方向与电场线方向相反，负电荷向针状电极移动，正电荷向板状电极移动，电场力对正、负电荷都做正功，故D正确。 故选D。 9．AD 【详解】A．带正电的药物离子需要从A向B方向运动实现给药，正电荷受力方向与电场方向一致，因此电场方向由A指向B；沿电场线方向电势逐渐降低，因此电极A的电势高于电极B，故A正确；； B．匀强电场仅存在于平行正对带电极板等特殊场景，本题两个电极形状不规则，皮肤内电场强度处处不同，不是匀强电场，故B错误； C．离子运动方向与电场力方向一致，电场力对离子做正功，离子的电势能减小，故C错误； D．调大两极间电势差后，两极间电场强度增大，正离子受到的电场力增大，运动速率加快，单位时间内导入的药物离子更多，可以加快给药进程，故D正确。 故选AD。 10．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由题意，根据动能定理有 可得 （2）两平行金属极间电势差大小 （3）设右极板电势为零，则有 答案第2页（共3页） 答案第3页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $