2023高中物理第十章静电场中的能量103电势差与电场强度的关系测试新人教版

第十章静电场中的能量3电势差与电场强度的关系【基础巩固】1.关于公式E=UdA.由公式E=Ud得,电场强度E与电势差U成正比,与两点间距离dB.由公式E=UdC.在匀强电场中,任意两点间电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积D.公式E=Ud答案:D2.雷击,指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏的一种现象.其中一种雷击是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象,叫作“直击雷”.若某次发生“直击雷”前瞬间,带电云层到地面的距离为8km,云层与地面之间的电压为2×107kV,则此时云层与地面间电场(视为匀强电场)的电场强度为 ()A.2.5×103N/C B.2.5×106N/CC.2.5×107N/C D.2.5×109N/C答案:B3.在水深超过200m的深海,光线极少,能见度极低,有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出的生物电获取食物、威胁敌害、保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的匀强电场的电场强度达到104N/C,则身长50cm的电鳗,在放电时产生的瞬间电压可达()A.50V B.500VC.5000V D.50000V答案:C4.如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线,a、b两点的电势分别为φa=50V,φb=20V,则a、b连线的中点c的电势φc应为 ()A.φc=35VB.φc>35VC.φc<35VD.无法判断φc的高低解析:由题图可知,ac段电场线比bc段电场线密,所以ac段电场强度较大,根据公式U=Ed可知,c、a间电势差Uca大于b、c间电势差Ubc,即φcφa>φbφc,得到φc>φa+答案:B5.如图所示,实线为匀强电场的电场线(图中未画出匀强电场的方向),虚线表示等势面且等间距分布,A点的电势φA=50V,C点的电势φC=20V,则A、C中点B处的电势φB()A.等于25V B.等于30VC.等于35V D.等于40V解析:根据公式U=Ed可知,A、B间电势差UAB等于B、C间电势差UBC,即φAφB=φBφC,得到φB=φA答案:C6.(多选)电场强度为E=1.0×102V/m的匀强电场中,有相距d=2.0×102m的A、B两点,则A、B两点间的电势差可能为 ()A.1.0V B.2.0VC.3.0V D.4.0V解析:当d为沿电场线方向两点间的距离时,UAB最大,UAB=Ed=2.0V,选项A、B正确.答案:AB7.(多选)如图所示,匀强电场中某电场线上的两点A、B相距0.2m.电荷量为q=106C的点电荷从A移到B,静电力做的功为2×106J,则()A.该电场的电场强度为10V/mB.该电场的方向由A指向BC.A、B间的电势差为10VD.B点的电势比A点的高解析:根据电势差与静电力做功的关系有UAB=WABq=2V,由此看出A点的电势高于B点的电势,电场方向由A指向B.根据E=答案:AB【拓展提高】8.空间存在平行于纸面的匀强电场,纸面内有一菱形ABCD.将一个电子由C点移动到D点,克服静电力做功1eV.A点的电势为3V,则B点的电势为 ()A.2V B.3VC.4V D.6V答案:C9.(2022·广东梅州)(多选)如图所示,某匀强电场中,有边长为L的正三角形区域,电场线与正三角形平面平行.一个电荷量为q的正电荷若从A点移到B点,静电力所做的正功为qU,若从A点移到C点,静电力所做的正功为2qU,则下列说法正确的是()A.电场方向由A指向CB.若电荷从B移到C,电荷的电势能增加C.电场强度大小为2D.A、B、C三点中,B点的电势最高解析:一个电荷量为q的正电荷从A点移到B点,静电力所做的正功为qU,可知UAB=U;从A点移到C点,静电力所做的正功为2qU,可知UAC=2U.AC中点的电势与B点电势相等,即两点连线为等势线,则电场方向由A指向C,选项A正确;因B点电势高于C点电势,故电荷从B移到C时电势能减小,选项B错误;电场强度大小为E=UACL=2UL,选项C正确;沿电场线方向电势降低,可知A、B、答案:AC10.下列图中,A、B、C是匀强电场中的三个点,各点电势φA=10V,φB=2V,φC=6V,A、B、C三点在同一平面上,图中电场强度的方向表示正确的是 ()ABCD解析:由题意可知A、B连线的中点的电势为6V,与C点等势.因为电场线与等势线垂直且沿着电场线的方向电势降落,故选项D正确.答案:D11.(2022·广东广州)(多选)如图所示,在匀强电场中有A、B、C三点,恰好处于以AB为直径的圆周上,圆周所在平面与电场方向平行.已知A、B、C三点的电势分别为23V、0、0,AC的长度为3m,与AB夹角为30°.则下列说法正确的是 ()A.圆周上A点电势最高B.圆周上BC弧的中点电势最低C.O点的电势为3VD.该电场的电场强度为2V/m解析:在匀强电场中,B、C两点电势相同,说明BC是等势线,根据几何关系可知AC与BC垂直,所以AC方向就是电场线的方向.因为匀强电场中沿任何一条电场线电势都是均匀降低的,所以UAO=UOB.显然O点电势为3V,选项C正确;过O点作AC的平行线,交圆周于D、P两点,如图所示,P为圆周上电势最高点,D为电势最低点,由几何关系知D点为圆周上BC弧的中点,选项A错误,选项B正确;该电场的电场强度为E=UAClAC答案:BCD

【挑战创新】12.一电场中的等势面是一簇互相平行的平面,间隔均为d,各等势面的电势如图所示.现有一质量为m的带电微粒,以速度v0射入电场,且v0的方向与水平方向成45°角斜向上.若射入电场后,微粒做直线运动,重力加速度为g.(1)微粒带何种电荷?电荷量是多少?(2)微粒在入射方向的最大位移是多少?(电场足够大)解析:(1)作电场线如图甲所示,由题意知微粒受到向左的静电力,与重力的合力F跟初速度方向相反,如图乙所示,此时微粒做匀减速直