新教材高中物理课时跟踪训练八电势差与电场强度的关系新人教版必修第三册0312031

课时跟踪训练（八） 电势差与电场强度的关系A级学考达标1下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法，正确的是()A在相同距离上，电势差大的其电场强度也必定大B任意两点的电势差，等于电场强度与这两点间距离的乘积C沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等D电势降低的方向，必定是电场强度的方向解析：选C由匀强电场的特点知A、B错误，C正确；电势降低最快的方向才是电场强度的方向，D错误。2在下列静电学公式中，F、q、E、U和d分别表示静电力、电荷量、电场强度、电势差及距离，Fk，Ek，E，UEd，有关四个公式的下列说法中正确的是()A它们都只对点电荷或点电荷的电场成立B只对点电荷或点电荷的电场成立，对任何电场都成立C只对点电荷成立，对任何电场都成立，只对匀强电场成立D只对点电荷成立，对任何电场都成立解析：选CE是电场强度定义式，适用于任何电场；Fk适用于真空中的点电荷；Ek是点电荷电场强度决定式，只适用于点电荷；UEd适用于匀强电场，故选项C正确，A、B、D错误。3正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电。若观察到某次闪电的火花长约100 m，且已知空气的击穿电场强度为3×106 V/m，那么发生此次闪电的电势差约为()A3×108 VB3×106 VC3×104 V D3×105 V解析：选A将空气中的电场视为匀强电场，由UEd，可得U3×108 V，A正确。4.如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是()A竖直向下，E100 V/mB水平向左，E100 V/mC水平向左，E200 V/mD水平向右，E200 V/m解析：选B根据电场强度的方向应与等势面垂直，且由较高的等势面指向较低的等势面，可知该电场强度的方向水平向左。由电场强度与电势差的关系得：E100 V/m，B正确。5.如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为()AUOP10sin (V) BUOP10sin (V)CUOP10cos (V) DUOP10cos (V)解析：选A本题主要考查匀强电场中电场强度与电势的关系，意在考查UEd中d的物理意义。由题图知UOPE·PO·sin 10sin (V)，A正确。6.如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点。已知A点的电势为A30 V，B点的电势为B0，则()AC点的电势20 VBC点的电势<20 VCC点的电势>20 VDA、B、C都不正确解析：选B由题图看出，AC段电场线比CD段、DB段电场线密，则AC段电场强度最大，根据公式UEd可以知道，A、C间电势差UAC大于C、D间电势差UCD和D、B间电势差UDB。所以UACUAB(AB)10 V，即(AC)10 V，又A30 V，可以知道C20 V。所以B选项是正确的。7.如图所示的匀强电场的电场强度为1.0×103 N/C，ab平行于电场线，4 cm，3 cm。则下述计算结果正确的是()Aa、b之间的电势差为40 V Ba、c之间的电势差为50 VC将q5×103 C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是0.25 JD将q5×103 C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 J解析：选A由UABEd得Uab1.0×103×0.04 V40 V，A项正确。因为a、c在同一等势面上，所以Uac0，B项错误。将电荷沿abdca移动一周，位移为0，故电场力做的功为0，C项错误。WadWabqUab(5×103)×40 J0.2 J，D项错误。8a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如图所示，由此可知c点的电势为()A4 V B8 VC12 V D24 V解析：选Bad和bc在电场强度方向上的投影长度相同，由UEd可知，UadUbc16 V，Ubcbc，所以cbUbc24 V16 V8 V，B正确。9.如图，将电荷量为q3.0×109 C的点电荷从匀强电场中的B点移动到A点，电场力做的功为6×107 J，AB2 cm，求：(1)A、B两点的电势差UAB；(2)匀强电场的电场强度E。解析：(1)把点电荷从B点移动到A点电场力做负功，则把点电荷从A点移动到B点做正功，所以A、B两点的电势差为：UAB V200 V。(2)匀强电场的电场强度为E V/m1.0×104 V/m。答案：(1)200 V(2)1.0×104 V/mB级选考提能10.如图所示，充电的平行板电容器两板间形成匀强电场，以A点为坐标原点，AB方向为位移x的正方向，能正确反映电势随位移x变化的图像是()解析：选C沿电场线的方向电势逐渐降低，A、B错误；设AB与水平电场线的夹角为，A点的电势为A，则AExcos ，故C正确，D错误。11多选空间某一静电场的电势在x轴上的分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有()AEBx的大小大于ECx的大小BEBx的方向沿x轴正方向C电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大D负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功解析：选AD在­x图中，图像上某点的切线的斜率为电势在该位置沿x轴方向的变化率，即x轴方向上的电场强度，由题图可知EBx>ECx，EOx0，故A正确，C错误；根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知EBx沿x轴负方向，B项错误；负电荷从B到O，所受电场力沿x轴正方向，负电荷从O到C，所受电场力沿x轴负方向，故可判断负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功后做负功，D项正确。12.如图所示的匀强电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各等势面电势已在图中标出。现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，求：(1)小球应带何种电荷及其电荷量。(2)小球受到的合外力的大小。(3)在入射方向上小球运动的最大位移xm。(电场足够大)解析：(1)作电场线如图甲所示。由题意知，小球只有受到向左的电场力，电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上，如图乙所示。只有当F合与v0在一条直线上才可能使小球做直线运动，所以小球带正电，小球沿v0方向做匀减速运动。由图乙知qEmg，相邻等势面间的电势差为U，所以E，所以q。(2)由图乙知，F合mg。(3)由动能定理得F合xm0mv02所以xm。答案：(1)正电荷(2)mg(3)1