新人教版选修3-1《16_电势差与电场强度的关系》同步练习物理试卷(有答案)

新人教版选修3-1《1.6 电势差与电场强度的关系》同步练习物
理试卷（1）
一、选择题（共7小题，每小题0分，满分0分）
1. 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2cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是（）
A.竖直向下，E＝100V/m
B.水平向左，E＝100V/m
C.水平向左，E＝200V/m
D.水平向右，E＝200V/m
2. 如图所示，匀强电场场强E＝100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60∘，则U BA之值为（）
A.−10V
B.10V
C.−5V
D.−5√3V
3. 如图所示的同心圆是电场中的一簇等势面，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有（）
A.电子沿AC运动时受到的电场力越来越小
B.电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大
C.电势φA>φB>φC
D.电势差U AB＝U BC
4. 如图所示，匀强电场场强为1×103N/C，ab＝dc＝4cm，bc＝ad＝3cm，则下述计算结果正确的是（）
A.ab之间的电势差为4000V
B.ac之间的电势差为50V
C.将q＝−5×10−3C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做功为零
D.将q＝−5×10−3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c静电力做功都是−0.25J
5. 如图，在正电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30∘，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF
表示，已知φM＝φN、φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（）
A.点电荷Q一定在MP的连线上
B.连接PF的线段一定在同一等势面上
C.将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功
D.φP>φM
6. 图中虚线表示为静电场的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其
中等势面3的电势为0，一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点的动能
分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为−8eV时，它的动能
应为（）
A.8eV
B.13eV
C.20eV
D.34eV
7. 某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q，电势分别为φP和φQ，则（）
A.E P<E Q，φP>φQ
B.E P>E Q，φP<φQ
C.E P>E Q，φP>φQ
D.E P<E Q，φP<φQ
二、解答题（共2小题，满分0分）
电场中某区域的电场线如图所示，A、B是电场中的两点．一个电荷量q＝+4.0×
10−8C的点电荷在A点所受电场力F A＝2.0×10−4N．将该点电荷从A点移到B点，电场力做功W＝8.0×10−7J．，求：
（1）A点电场强度E A的大小；
（2）A、B两点间的电势差U．
如图所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1.0×10−6C的负电荷从A点沿水平线移到B点，静电力做了2.0×10−6J的功．A、B两点间的距离为2cm，问：
（1）A、B两点间的电势差为多大？
（2）匀强电场的场强大小及方向？
参考答案与试题解析
新人教版选修3-1《1.6 电势差与电场强度的关系》同步练习物
理试卷（1）
一、选择题（共7小题，每小题0分，满分0分）
1.
【答案】
B
【考点】
电势差与电场强度的关系
等势面
【解析】
根据电场线与等势面相互垂直且由高电势指向低电势，可以判定电场线的方向水平向左；根据在匀强电场中E=U
d
可以求出电场强度的大小。

【解答】
解：由于电场线与等势面相互垂直且由高电势指向低电势，故电场线的方向水平向左，电场强度的方向向左；
由于匀强电场的每两个相邻等势面相距2cm，故电场强度大小为E=U
d =2
0.02
V/m=
100V/m，故B正确．
故选B．
2.
【答案】
C
【考点】
电势差与电场强度的关系
【解析】
已知匀强电场的场强为E，A、B两点间的距离为L及AB连线与电场方向的夹角为θ，根据公式U＝Ed，求出两点沿电场方向的距离d，再求解电势差U．
【解答】
由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角θ＝60∘，
BA两点沿电场方向的距离d＝L cosθ，
BA两点间的电势差U BA＝Ed＝EL cosθ＝−100V/m×0.1m×cos60∘＝−5V，
3.
【答案】
B,C
【考点】
电场强度
电势差
电势
电势能
等势面
【解析】
由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，故题中电
场是由一个处于圆心的负电荷产生的，然后根据库仑定律、电势、电势差定义式和电
场力做功与电势能变化关系列式分析判断．
【解答】
A、由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，故题
中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的，根据库仑定律可以判断，电子沿AC方向运
动时受到的电场力越来越大，故A错误；
B、电子沿AC方向运动时，电场力做负功，故电势能逐渐变大，故B正确；
C、电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，电子由A向C运
动过程速度越来越小，故电场力向外，场强向内，故外侧电势较高，故φA>φB>φC，故C正确；
D、电子沿AC方向运动过程中，电场力逐渐变大，从A到B过程电场力较小，故从A到B 过程电场力做功较少，根据电势差与电场力做功关系U AB=W AB
，可以得到：U AB<
q
U BC，故D错误；
4.
【答案】
C
【考点】
电势差
电势差与电场强度的关系
【解析】
已知场强与两点间的距离，应用匀强电场场强与电势差的关系可以求出电势差，应用
电功公式可以求出功．
【解答】
由题意可知：ab＝dc＝4cm＝0.04m，bc＝ad＝3cm＝0.03m；
A、ab之间的电势差：U ab＝Eab＝1×103×0.04＝40V，故A错误；
B、b、c在同一等势面上，ab与ac间的电势差相等，U ac＝U ab＝40V，故B错误；
C、电荷移动一周回到原处，初末位置的电势差U＝0，电场力做功：W＝qU＝0，电
场力做功为零，故C正确；
D、电场力做功与运动路径无关，取决于两点间的电势差，将q＝−5×10−3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c静电力做功：W＝qU ac＝−5×10−3×40＝−0.2J，故D错误；5.
【答案】
A,D
【考点】
电势
电势能
电势差与电场强度的关系
【解析】
点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆，圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通
过圆心；找出电荷位置后，根据电势能的变化情况判断电场力做功情况。

【解答】
A、点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆、圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷在MN的中垂线和FP的中垂线的交点上，在MP的连线上，如图
所示，故A正确；
B、φP＝φF，线段PF是P、F所在等势面（球面）的一个弦，故B错误；
C、在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从P点搬运到N点，电势能降低，故电场力做正功，故C错误；
D、在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，故φP>φM，故D正确。

6.
【答案】
C
【考点】
电势能
电场力做功与电势能变化的关系
等势面
电势差
【解析】
要求正电荷的电势能为−8eV时的动能，需要知道该正电荷的动能和电势能的总和，得出E ka+E pa＝E kb+E pb，得出E pb−E pa＝21eV从而确定φb>φa；根据电荷经过a、b 点的动能分别为26eV和5eV和ab之间有两个等势面且等势面3的电势为0，可设等势面
4的电势为φ，则等势面a的电势−2φ，再根据该正电荷的动能和电势能的总和保持不
变求出正电荷的动能。

【解答】
解：在只有电场力做功的条件下动能和电势能的总和保持不变，故有E ka+E pa=
E kb+E pb①
所以26eV+E pa=5eV+E pb，
E pb−E pa=26eV−5eV=21eV②
根据E p=qφ可知φb>φa，
由于相邻等势面之间的电势差相同，
等势面3的电势为0，设等势面4的电势为φ，则等势面a的电势−2φ，
代入②式得qφ−(−2qφ)=3qφ=21eV，
qφ=7eV，
分析b点，正电荷的能量有E k+(−8eV)=5eV+7eV，
E k=5eV+7eV+8eV=20eV．
故选：C．
7.
【答案】
A
【考点】
电场线
【解析】
据P、Q两点处电场线的疏密比较电场强度的大小．根据沿电场线的方向电势降低．
【解答】
由图Q点电场线密，电场强度大，E Q>E P，PQ在同一条电场线上，沿电场线的方向电势降低，φP>φQ。

二、解答题（共2小题，满分0分）
【答案】
A点电场强度的大小E A为5.0×103N/C．
A、B两点间的电势差U为20V
【考点】
电场线
电势差
电势差与电场强度的关系
【解析】
（1）根据电场强度的定义式E=F
q
，求解A点电场强度的大小．
（2）根据公式U AB=W AB
q
求解A、B两点间的电势差U．
【解答】
A点电场强度为：
E A=
F A
q
=
2.0×10−4
4.0×10−8
=5.0×103N/C
A、B两点间的电势差为：
U=W AB
q
=
8×10−7
4.0×10−8
=20V
【答案】
A、B两点间的电势差为−2 V．
匀强电场的场强为200 V/m，方向方向沿直线由下而上
【考点】
电势差
电势差与电场强度的关系
【解析】
A、B间两点间的电势差是U AB=W
q
根据电场力做功，与电荷量沿电场方向移动的位移，可求出匀强电场的大小及方向．【解答】
根据电势差的定义式，
U AB=WAB
q = 2.0×10−6
−1.0×10−6
 V＝−2 V
设A、B两点所在等势面间的距离为d，
则d＝AB cos60∘＝2×0.5 cm＝1 cm所以，
E=|UAB|
d =|−2|
1×10−2
 V/m＝200 V/m
因为U AB＝φA−φB＝−2 V<0
所以φA<φB，而电场线方向是由高电势指向低电势，因而电场方向沿直线由下而上．。