第10章 3. 电势差与电场强度的关系-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集（人教版）

人教版·必修第三册·第十章静电场中的能量 电势差与电场强度的关系 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 匀强电场中电势差与电场 在匀强电场中，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 强度的关系 2 公式表达 U=Ed,其中U为两点间电势差，E为匀强电场场强，d为沿电场方向的距离 3 公式适用条件 仅适用于匀强电场；d必须是沿电场方向的距离，不是任意两点间距离 4 场强的另一种单位 由E=U/d可得场强单位为Vm(伏每米)，与N/C(牛每库)等价 5 电场强度方向 电场强度方向是电势降低最快的方向 6 沿电场方向与垂直方向 沿电场方向，电势均匀降低；垂直于电场方向，各点电势相等 非匀强电场的定性判断 非匀强电场中不能用U=Ed定量计算，但可用E=U/d定性比较：等差等势面 7 越密处场强越大 8 等势面与电场线关系 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，且与等势面垂直 公式中d的理解 d是两点在电场方向上的投影距离；若两点连线与电场方向夹角为日，则d= 9 L·cosθ 三个物理量的关系 U由E和d共同决定；E由电场本身决定，与U、d无关；沿电场方向单位距 10 离上电势降落最大 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共15分） 1.关于匀强电场中电势差与电场强度的关系，下列说法正确的是 A电场强度越大的地方，两点间电势差一定越大 B.沿电场方向，相同距离上电势降落相等 C,两点间距离越大，电势差一定越大 D.电势差为零的两点，电场强度一定为零 2.在匀强电场中，沿电场方向相距0.2m的两点间电势差为10V,则该电场的电场强度大小为 A.2 V/m B.20 V/m C.50 V/m D.200 V/m 3.匀强电场的电场强度E=100Vm,A、B两点沿电场方向的距离为5cm,则U_AB为 A.500VB.50VC.5VD.0.5V 4.下列关于电场强度单位V与N/C的说法正确的是 A.两者是完全不同的物理单位 B.两者是等价的，可以互相换算 C.Vm只能用于匀强电场 D.N/C只能用于点电荷电场 5.在匀强电场中，A、B两点连线与电场方向成60°角，AB间距离为0.4m,电场强度为50V/m,则U_AB为 A.20VB.10VC.17.3VD.0V 二、多选题 (每题4分，共12分) 6.关于公式U=Ed的理解，下列说法正确的是 A.该公式只适用于匀强电场 B.d一定是两点间的直线距离 C.d是两点沿电场方向的距离 D.在非匀强电场中，该公式也可精确计算电势差 7.在匀强电场中，下列说法正确的是 A.沿电场方向，电势降落最快 B.垂直于电场方向，各点电势相等 C.电场强度越大的地方，等势面越密 D.电势差越大的两点，电场强度一定越大 8.关于电场强度与电势差的关系，以下说法正确的是 A.E=U/d说明电场强度可由电势差和距离求得 B.电场强度由电场本身决定，与U和d无关 C.在匀强电场中，U与d成正比 D.电势差U越大，电场强度E一定越大 三、判断题（每题2分，共10分，正确打"V",错误打"x") 9.在匀强电场中，两点间电势差等于电场强度与两点间距离的乘积。 10.沿电场方向，单位距离上电势降落最大。 11.电场强度为1V/m表示沿电场方向每1m电势降落1V。 12.在非匀强电场中，也可以用U=Ed计算任意两点间的电势差。 13.等势面上各点电场强度一定相等。 四、填空题（每题3分，共15分） 14.匀强电场中，沿电场方向相距0.5m的两点间电势差为25V,则电场强度E= _V/m。 15.匀强电场的电场强度为200N/C,A、B两点沿电场方向的距离为10cm,则UAB= _Vo 16.匀强电场中，电场强度E=500Vm,若两点连线与电场方向成37°角，两点间距离为0.1m,则两点间电势差为 V。(sin37°=0.6，cos37°=0.8) 17.电场强度的两个单位N/C和V/m的关系是1N/C= V/mo 18.在匀强电场中，沿电场方向每前进2cm电势降落4V,则电场强度大小为 V/mo 五、简答题（每题5分，共10分） 19.请简述公式U=Ed中d的物理意义，并说明为什么该公式只适用于匀强电场。 20.在匀强电场中，若沿电场方向移动电荷，电势如何变化？若垂直电场方向移动电荷，电势差为多少？请简要说明 理由。 六、计算题（每题10分，共20分） 21.在匀强电场中，电场强度E=400V川m,方向水平向右。A、B两点在同-一水平线上，相距0.3；B、C两点在同 一竖直线上，相距0.2m。求： (1)A、B两点间的电势差UAB; (2)B、C两点间的电势差U_BC; (3)A、C两点间的电势差UAC。 22.某匀强电场的电场线沿水平方向，等势面为竖直平面且间距均匀，相邻等势面间的电势差为5V,相邻等势面间 的距离为2cm。已知越靠右的等势面电势越低。求： (1)该匀强电场的电场强度大小； (2)若将一电荷量为q=2×10-6C的正电荷从电势为20V的等势面移到电势为0V的等势面，电场力做功为多 少； (3)判断电场强度的方向。 七、图像识图题 (每题4分，共8分)》 23.某匀强电场的等势面为竖直平面，相邻等势面间的距离均为2c,从左到右各等势面的电势分别为10V、6V、 2V。请判断： (1)电场强度的方向为 (选填“水平向左”或“水平向右”)； (2)电场强度的大小为 V/mo 24.在匀强电场中，沿电场方向取一条直线，电势中随该直线上到原点的距离x变化的图像为一条过原点的直线，斜 率为k。请回答： (1)图像的斜率表示 (2)若斜率k=100Vm,则电场强度大小为 V/mo 八、基础实验填空题（每题5分，共10分） 25.在“探究匀强电场中电势差与电场强度的关系”实验中： (1)实验中需要用到的测量仪器有 和 (2)实验时应保持电场为 电场； (3)若测得沿电场方向相距d的两点间电势差为U,则电场强度E= 26.某同学在匀强电场中测量不同位置的电势，得到沿电场方向距离x与电势中的数据如下表： x/cm 0 2 6 8 φW 10 8 6 4 2 (1)由表中数据可知，电势随距离均匀 (选填“升高”或“降低”)； (2)该电场的电场强度大小为 V/m; (3)电场强度的方向与x轴正方向 (选填“相同”或“相反”)。 模块3 参考答案 一、单选题 1.B解析：匀强电场中沿电场方向相同距离电势降落相等，B正确；电势差还与沿电场方向距离有关，A、C错误；等势 面上电势差为零但场强不一定为零，D错误。 2.C解析：E=U/d=10/0.2=50V/m。 3.C解析：U=Ed=100×0.05=5V。 4.B解析：1V/m=1N/C,两者等价。 5.B解析：d=L·c0s60°=0.4×0.5=0.2m,U=Ed=50×0.2=10V。 二、多选题 6.AC解析：U=Ed仅适用于匀强电场，A正确；d是沿电场方向的距离，不是直线距离，B错误、C正确；非匀强电场中 该公式不适用，D错误。 7.ABC解析：沿电场方向电势降落最快，A正确；垂直于电场方向各点电势相等，B正确；场强越大等势面越密，C正 确；电势差大不一定场强大，还与距离有关，D错误。 8.ABC解析：E=U/d是场强的定义式之一，A正确；E由电场本身决定，B正确；匀强电场中U=Ed,U与d成正比，C正 确；U大不一定E大，D错误。 三、判断题 9.×解析：应是沿电场方向的距离，不是任意两点间距离。 10.√厂解析：沿电场方向电势降落最快，单位距离上电势降落最大。 11.√解析：E=1Vm表示沿电场方向每1m电势降落1V。 12.×解析：U=Ed只适用于匀强电场。 13.×解析：等势面上各点电势相等，但电场强度不一定相等。 四、填空题 14.50解析：E=U/d=25/0.5=50V/m。 15.20解析：U=Ed=200×0.1=20V。 16.40解析：d=L·cos37°=0.1×0.8=0.08m,U=Ed=500×0.08=40V。 17.1解析：1N/C=1V/m。 18.200解析：E=U/d=4/0.02=200V/m。 五、简答题 19,答：d表示两点沿电场方向的距离（即两点连线在电场方向上的投影长度）。因为只有在匀强电场中，电场强度处处相 同，沿电场方向电势才均匀降低，U=Ed才成立；在非匀强电场中，E随位置变化，不能用该公式定量计算。 20.答：沿电场方向移动电荷，电势降低（沿电场方向电势降落最快）。垂直电场方向移动电荷，电势差为零，因为垂直于 电场方向各点电势相等，电场力不做功。 六、计算题 21. (1)A、B在同一水平线上，沿电场方向，dAB=0.3m,UAB=E·dAB=400×0.3=120V。 (2)B、C在同一竖直线上，垂直于电场方向，dBC=O,UBC=E·dBC=0V。 (3)UAC=UAB+U_BC=120+0=120V. 22. (1)相邻等势面间电势差U=5V,相邻等势面间距离d=2cm=0.02m。等势面与电场线垂直，等势面间距即为沿电场 方向的距离，故E=U/d=5/0.02=250V/m。 (2)正电荷从20V等势面移到0V等势面，两点间电势差U=20V-0V=20V,电场力做功W=qU=2×10-6×20= 4×10-5J。 (3)电场强度方向由高电势指向低电势，即从20V等势面指向0V等势面。 七、图像识图题 23. (1)水平向右（电势从左到右降低，电场方向指向电势降低方向） (2)相邻等势面间电势差U=10V-6V=4V,相邻等势面间距离d=2cm=0.02m,故E=U/d=4/0.02=200V/m。 24. (1)电场强度大小（或场强） (2)100 八、基础实验填空题 25. (1)电压表（或电势差计）；刻度尺 (2)匀强 (3)E=U/d 26. (1)降低 (2)E=△Φ/△x=(10-2)/0.08=8/0.08=100V/m (3)相反（电势沿x轴正方向降低，电场方向指向电势降低方向，即与x轴正方向相反）