电势差与电场强度的关系练习题
电势差与电场强度的关系(精选练习)
10.3 电势差与电场强度的关系精选练习一、夯实基础E=，A、1．（2021·江苏盐城市·盐城中学高一期末）如下图所示，匀强电场场强100V/mU之值为（）B两点相距10cm，则ABA．10V B．1000V C．100-V D．0【答案】AU Ed=⨯，故选A。
【解析】根据电场强度和电势差的关系可知=1000.1V=10VAB AB2．（2021·全国高三专题练习）如图所示，三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的三个点，且在同一条电场线上，已知AB＝BC，B、C两点的电势依次为φB＝20 V和φC＝10 V，则A点的电势（）A ．等于30 VB ．大于30 VC ．小于30 VD ．无法判断【答案】B 【解析】电场线与等势面互相垂直，由图看出，AB 段电场线比BC 段电场线密，AB 段平均场强较大，又AB ＝BC ，根据公式U ＝Ed 可知，A 、B 间电势差U AB 大于B 、C 间电势差U BC ，即φA －φB >φB －φC 得到φA >2φB －φC ＝30 V故ACD 错误，B 正确。
故选B 。
3．（2021·张家口市宣化第一中学高一期中）如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即ab bc U U ，实线为一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）A ．三个等势面中，a 点电势最高B ．带电质点通过P 点的电势能比Q 点小C ．带电质点通过P 点的动能比Q 点大D ．带电质点通过P 点时的加速度比Q 点小【答案】A【解析】A ．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c 等势线的电势最低，a 点的电势最高，A 正确；B ．根据质点受力情况可知，从P 到Q 过程中电场力做正功，电势能降低，故P 点的电势能大于Q 点的电势能，B 错误；C ．从P 到Q 过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P 点的动能小于Q 点的动能，C 错误；D ．因为ab bc U U ，因为P 位置的等势面比Q 位置的等势面密集，所以P 点的场强大于Q 点的场强，质点通过P 点时的电场力比Q 大，则其加速度比Q 点大，D 错误。
2020-2024全国高考真题物理汇编：电势差与电场强度的关系
2020-2024全国高考真题物理汇编电势差与电场强度的关系一、单选题1．（2024江西高考真题）极板间一蜡烛火焰带有正离子、电子以及其他的带电粒子，两极板电压保持不变，当电极板距离减小时，电场强度如何变？电子受力方向？（ ）A ．电场强度增大，方向向左B ．电场强度增大，方向向右C ．电场强度减小，方向向左D ．电场强度减小，方向向右2．（2024北京高考真题）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M 、N 两点，P 、Q 是MN 连线上的两点，且MP QN =。
下列说法正确的是（ ）A ．P 点电场强度比Q 点电场强度大B ．P 点电势与Q 点电势相等C ．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P 点电场强度大小也变为原来的2倍D ．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P 、Q 两点间电势差不变二、多选题3．（2021海南高考真题）如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab 和cd 是圆的两条直径，其中ab 与电场方向的夹角为60︒，0.2m ab =，cd 与电场方向平行，a 、b 两点的电势差20V ab U =。
则（ ）A ．电场强度的大小200V /m E =B ．b 点的电势比d 点的低5VC ．将电子从c 点移到d 点，电场力做正功D ．电子在a 点的电势能大于在c 点的电势能4．（2022重庆高考真题）如图为两点电荷Q 、Q '的电场等势面分布示意图，Q 、Q '位于x 轴上，相邻等势面的电势差为3V 。
若x 轴上的M 点和N 点位于0V 等势面上，P 为某等势面上一点，则（ ）A．N点的电场强度大小比M点的大B．Q为正电荷C．M点的电场方向沿x轴负方向D．P点与M点的电势差为12V三、填空题5．（2023福建高考真题）“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡内壁有一层均匀导电膜：在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场，如图所示。
高二物理 电势差与电场强度的关系 习题及答案解析
电势差与电场强度的关系一、选择题：1．下列对关系式ab U Ed =的理解，正确的是( )A ．式中的d 是a 、b 两点的距离B ．a 、b 两点间距离越大，电势差越大C ．d 是a 、b 两个等势面的距离D ．此式适用于任何电场2．下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是( )A ．在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大B ．场强在数值上等于每单位距离上的电势降落C ．沿着电场方向，任何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3．如图所示，匀强电场场强E ＝100 V/m ，A 、B 点相距10cm ，A 、B 连线与电场线夹角为60°，则BA U 之值为 ( )A ．-10VB ．10VC ．-5VD ．-53 V4．如图所示，a 、b 是电场线上的两点，将一点电荷q 从a 移到b ，电场力做功W ，且知a 、b 间的距离为d ，则以下说法正确的是 ( )A ．a 、b 两点间的电势差为W qB ．a 处的电场强度为W E qd= C ．b 处的电场强度为W E qd =D ．a 点的电势为W q5．某静电场沿x 方向的电势分布如图所示，则 ( )A．在0～x1之间不存在沿x方向的电场B．在0～x1之间存在着沿x方向的匀强电场C．在x1～x2之间存在着沿x方向的匀强电场D．在x1～x2之间存在着沿x方向的非匀强电场6.（2017•新化县校级模拟）一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其“速度﹣时间”图象如图所示．分析图象后，下列说法正确的是（）A．A处的电场强度大于C处的电场强度B．B、D两点的电场强度和电势一定都为零C．粒子在A处的电势能大于在C处的电势能D．A、C两点的电势差大于B、D两点间的电势差7．如图所示，圆O所在的平面内有匀强电场存在，电场方向与圆面平行，一个带正电荷的微粒(不计重力)从图中A点出发，以相同的初动能在圆内沿各个方向运动．图中AB是圆的一条直径，∠BAC＝30°，已知只有当该微粒从图中C点处离开圆面时的动能才能达到最大值，则平面内的电场线方向为()A．沿A→B方向B．沿A→C方向C．沿O→C方向D．沿B→C方向8．如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入水平匀强电场中，粒子通过电场中b点时速度为2v0，方向与电场方向一致．则a、b两点间电势差为()A．22mvqB．23mvqC．22mvqD．232mvq二、计算题：1．如图所示，A 、B 、C 为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面．现将电荷量为810C -的正点电荷从A 点移到B 点，电场力做功为6310-⨯J ，将另一电荷量为810-C 的负点电荷从A 点移到C 点，克服电场力做功6310-⨯J ．(1)求电场线方向及U AB 、U AC 、U BC 大小．(2)若AB 边长为，求电场强度．2.（2017•新课标Ⅰ）真空中存在电场强度大小为E 1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v 0，在油滴处于位置A 时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变．持续一段时间t 1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B 点．重力加速度大小为g ．（1）油滴运动到B 点时的速度；（2）求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t 1和v 0应满足的条件．已知不存在电场时，油滴以初速度v 0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B 、A 两点间距离的两倍．【答案与解析】一、选择题：1．C解析：公式ab U Ed =只适用于匀强电场，其中d 为沿场强方向上的距离．2．C解析：选项A 、B 的错误在于对错误d 的理解，d 应为沿场强方向的距离．选项D 的错误在于忽视了电势降低的方向有很多，不同方向的电势降落快慢程度可能不同．3．C解析：根据电势差与场强的关系U ＝E ·d 得：U ＝E ·L AB cos60°＝100×0.1×cos60°V ＝5V ，且沿电场线电势降低，即A B ϕϕ>，所以U BA ＝-5V ，所以C 选项正确．4．A解析：由W ＝qU 知，W U q=，且a 点的电势比b 点的高，所以A 项正确．由于不知是否是匀强电场，所以a 、b 两点的电场强度不能使用U W E d qd ==进行计算，所以B 、C 项错．如果取b 点的电势为零，a 点的电势才是W q，而题中并没有说明何处为零势点，所以D 项错．正确的选项只有A ．5．AC解析：由电场的基本性质可知，0～x 1间为等势面(或等势体)，故A 项正确，B 项错．由电势呈线性减小可知x 1～x 2间存在沿x 方向的匀强电场，故C 项正确，D 项错．6．【答案】A ．【解析】A 、由运动的速度﹣﹣时间图象可看出，带正电的粒子的加速度在A 点时较大，根据牛顿第二定律得知在A 点的电场力大，故A 点的电场强度一定大于C 点的电场强度，故A 正确；B 、由B 到D 的过程中，速度越来越大，说明是电场力做正功，电势能转化为动能，由功能关系可知，此过程中电势能减少，正电荷在B 点是电势能大于在D 时的电势能，所以B 、D 两点的电势不可能都为零．故B 错误．C 、由图可知．粒子在A 点的速度大，所以在A 点的动能大；只有电场力做功，粒子的动能与电势能的总量不变，所以粒子在A 点的电势能小于C 点的电势能，故C 错误；D 、由图象可知：kAC kBDE E ∆<∆…① 由动能定理得：k E W W Uq U q q∆=→==…② 由①②得：AC BD U U <．故D 错误．故选：A7．C解析：微粒从C 点离开时具有最大动能说明A ，C 两点间的电势差是A 与圆周上各点间电势差中最大的，即在圆周上各点中C 点的电势最低，C 点单独在一个等势面上，又因为匀强电场的等势面是与电场线垂直的平面，所以经过C 点圆的切线是一个等势线，因此OC 是经过C 点的电场线．8．C解析：粒子在竖直方向上做初速度为v 0、加速度为g 的匀减速运动，其末速度为零，因此它从a 到b 的运动时间为：000v v t g g-==-．粒子从a 到b 在水平方向上做匀加速运动，其水平位移为200022x v v s t g+==．设匀强电场场强大小为E ，在水平方向上根据牛顿第二定律得：20(2)02x Eq v s m -=，2mg E q =．ab 两点之间的电势差为202ab x mv U E s q =⨯=．或者直接对a 、b 两点应用动能定理222000113(2)222ab qU m v mv mv =-=，故2032ab U mv q = 二、计算题：1．(1)电场线垂直BC 斜向下 U AB ＝300V U AC ＝300 V U BC ＝0 (2)104 V/m解析：本题要求利用匀强电场中电场力做功、电势差与电场强度的关系进行求解，特别是要求根据电势差的情况判断场强的方向．(1)正点电荷从A 点移到B 点时，电场力做正功，故A 点电势高于B 点，可求得68310V 300V 10AB W U q --⨯===． 负点电荷从A 点移到C 点，电场力做负功，A 点电势高于C 点，可求得300V AC W U q==．因此B 、C 两点电势相等，U BC ＝0．由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线，因此，BC 为一条等势线，故电场线方向垂直于BC ，设D 为直线BC 的中点，则场强方向为由A 指向D ．(2)直线AB 在场强方向的距离d 等于线段AD 的长度，故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得4/m 10V /m AB U E d ===．2.【答案】（1）油滴运动到B 点时的速度为012v gt -；（2）增大后的电场强度的大小为200112112()4v v E E g g gt t ++-，t 1和v 0应满足的条件为010(1v t g <<-或01(1v t g>+； 或200112112()4v v E E g g gt t +--；相应的t 1和v 0应满足的条件为01(12v t g>+． 【解析】（1）设油滴质量为m ，带电荷量为q ，增大后的电场强度为E 2，根据题中条件可以判断电场力与重力方向相反；对于匀速运动阶段，有1qE mg =…①对于场强突然增大后的第一段t 1时间，由牛顿第二定律得：21qE mg ma -=…② 对于场强第二段t 1时间，由牛顿第二定律得：22qE mg ma +=…③ 由运动学公式，可得油滴在电场反向时的速度为：1011v v a t =+④ 油滴在B 的速度为：21B v v a t =-⑤联立①至⑤式，可得：012B v v gt =-；（2）设无电场时竖直上抛的最大高度为h ，由运动学公式，有：202v gh =…⑥ 根据位移时间关系可得：20111112v t a t x +=…⑦21121212v t a t x -=…⑧油滴运动有两种情况：情况一： 位移之和122hx x +=⑨联立①、②、③、⑥、⑦、⑧、⑨可得：2001212112()4v v E E E g g gt t =++-由题意得21E E >，即满足条件20021124v v g gt t -<，即当010(12v t g<<-或1(12vt g >+才是可能的；情况二：位移之和122h x x +=- ⑩ 联立①、②、③、⑥、⑦、⑧、⑩可得：200112112()4v v E E g g gt t +-- 由题意得21E E >，即满足条件20021124v v g gt t +<，即01(1)2v t g>+，另一解为负，不合题意，舍去．。
10.3 电势差与电场强度的关系(练习题)(解析版)
第十章静电场中的能量10.3 电势差与电场强度的关系一、单选题：1.在水深超过200 m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，它在海水中产生的电场强度达到104 N/C，可击昏敌害。
则身长50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达() A.50 V B.500 VC.5 000 VD.50 000 V解析U＝Ed＝104×0.5 V＝5 000 V。
答案C2.下列关于匀强电场中电场强度与电势差的关系,正确的说法是()A.在相同距离上的两点,电势差大的其电场强度也必定大B.电场强度在数值上等于每单位距离上的电势降落C.沿着电场方向,任何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中d为沿电场方向的距离,只有在电场方向上,相同距离的两点,电势差大的其电场强度E=Ud也必定大,同理,电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差,选项A、B错误,选项C正确;在电场中,电势降低的方向有很多,一般在不同方向电势降低快慢不同,沿电场方向是电势降低最快的方向,选项D错误。
3.如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c 间的距离，用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定()A.φa＞φb＞φcB.E a＞E b＞E cC.φa －φb ＝φb －φcD.E a ＝E b ＝E c解析 电场线是直线的电场，通常有如图所示的几种情况题中给出的一条电场线，不一定是哪一种，因此B 、C 、D 均不正确；其中在前三个图中可由U ＝Ed 定性分析。
不论是何种情况的电场，沿着电场线方向电势总是降低的，φa ＞φb ＞φc ，故A 正确。
答案 A4.如图所示，沿x 轴正向的匀强电场E 中，有一动点以O 为圆心，r ＝OA 为半径逆时针转动一周，O 与圆周上的A 点的连线OA 与x 轴正向(E 方向)成θ(θ<π2)角，则此圆周上各点与A 点间最大的电势差为( )A ．U ＝ErB ．U ＝Er (sin θ＋1)C ．U ＝Er (cos θ＋1)D ．U ＝2Er答案 C解析 由U ＝Ed 知，与A 点间电势差最大的点应是沿场强方向与A 点相距最远的点，d max ＝r ＋r cos θ，所以U max ＝Er (cos θ＋1)，C 项正确．5.空气中的负离子对人的健康极为有益，人工产生负离子的最常见方法是电晕放电法．如图4所示，在一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5 000 V 左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子(负氧离子为－1价离子)，使空气清新化．针状负极与环形正极间距为5 mm ，且视为匀强电场，电场强度为E ，电场对负氧离子的作用力为F ，则( )A ．E ＝103 N/C ，F ＝1.6×10－16NB ．E ＝106 N/C ，F ＝1.6×10－16N C ．E ＝103 N/C ，F ＝1.6×10－13N D ．E ＝106 N/C ，F ＝1.6×10－13N答案 D解析 针状负极与环形正极间的电场为匀强电场，所以E ＝U d ＝5 0005×10－3 V/m ＝106V/m 负氧离子受力F ＝qE ＝1.6×10－19×106 N ＝1.6×10－13N.6.如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面的距离是25 cm ，由此可确定电场强度的方向及大小为( )A.竖直向下，E ＝0.4 N/CB.水平向右，E ＝0.4 N/CC.水平向左，E ＝40 N/CD.水平向右，E ＝40 V/m解析 题图为一组等差等势面，电场方向垂直等势面且指向电势低的方向，故场强方向水平向右，E ＝U d ＝10 V 0.25 m ＝40 V/m 。
高中物理必修三电势差与电场强度的关系同步练习含答案
高中物理必修三电势差与电场强度的关系同步练习含答案卷I（选择题）一、选择题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计30分，）1. 两个电荷量均为Q的正点电荷固定于A、B两点，A、B两点间的距离为r，A、B两点连线的中垂线上有一点M，M到A、B两点的距离均为r，从M点以一定的初速度垂直MAB平面射出一电量大小为q、质量为m的负点电荷，该负点电荷在电场中恰好做匀速圆周运动，已知静电力常量为k，负点电荷的重力不计，则负点电荷从M点射出的速度大小为（）A.√3kQqmr B.√√3kQqmrC.√3kQq2mrD.√√3kQq2mr2. 在场强为E=Qr2的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一带电荷量为+Q的正点电荷，ac、bd为相互垂直的两条直径，其中bd与电场线平行，不计试探电荷的重力，如图所示。
则（）A.把一正试探电荷+q放在a点，试探电荷恰好处于平衡B.把一负试探电荷−q放在b点，试探电荷恰好处于平衡C.把一负试探电荷−q放在c点，试探电荷恰好处于平衡D.把一正试探电荷+q放在d点，试探电荷恰好处于平衡3. 在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示．从坐标原点沿+y轴前进0.2m到A点，电势降低了10√2V，从坐标原点沿+x轴前进0.2m到B点，电势升高了10√2V，取坐标原点处的电势为零，则匀强电场的场强大小和方向为（）A.50V/m，方向B→AB.50V/m，方向A→BC.100V/m，方向B→AD.100V/m，方向垂直AB斜向下4. 关于场强和电势的下列说法中正确的是（）A.在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷经过的路径上各点的场强一定为零B.电场强度的方向就是电势降落的方向C.两个等量同种电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，场强越来越小D.两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线有如下特征：连线上各点的电势均相等，且连线的中点场强最大5. 真空中有一半径为r0的带电金属球壳，若取无穷远处为零电势，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布规律可用图中曲线表示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。
高二物理电势差与电场强度的关系试题
高二物理电势差与电场强度的关系试题＝Ed的理解，下列说法正确的是()1.对于公式UabA．此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差B．a点与b点的距离越大，则这两点的电势差越大C．公式中的d是指a点与b点之间的距离D．公式中的d是a、b两点所在等势面间的垂直距离【答案】D＝Ed公式中的d是指a、b两点间沿电场线方向的距离，或是a、b两点所在等势面【解析】Uab间的垂直距离．此公式只适用于匀强电场．2.如右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，E＝100 V/m B．水平向左，E＝100 V/mC．水平向左，E＝200 V/m D．水平向右，E＝200 V/m【答案】B【解析】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．由场强与电势差的关系得：E＝＝100 V/m.3.如右图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则U的值为()BAA．－10 V B．10 VC．－5 V D．－5 V【答案】C【解析】A、B两点沿电场线方向的距离：d＝l·cos 60°＝0.1× m＝0.05 mB点的电势低于A点电势：U＝－Ed＝－100×0.05 V＝－5 V.BA4.如右图所示，匀强电场场强为1×103 N/C，ab＝dc＝4 cm，bc＝ad＝3 cm，则下述计算结果正确的是()A．ab之间的电势差为4 000 VB．ac之间的电势差为50 VC．将q＝－5×10－3C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做功为零D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功都是－0.25 J 【答案】C【解析】Uab ＝Udc＝E·dc＝40 V，Uac＝Uab＝40 V，A错，B错．将电荷移动一周，电势差为零，电场力做功为零，C对．Wac＝qU＝－5×10－3×40 J＝－0.2 J，D错．故选C.5.如图所示，在电场强度E＝2×103 V/m的匀强电场中有三点A、M和B，AM＝4 cm，MB＝3 cm，AB＝5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10－9 C的正电荷从B移动到M点，再从M点移动到A点，电场力做功为()A．0.16×10－6 J B．0.12×10－6 JC．－0.16×10－6 J D．－0.12×10－6 J【答案】C【解析】B、M在同一等势面上，电荷由B到M电场力不做功．由M到A电场力做负功．W＝qU＝q·Ed＝2×10－9×2×103×4×10－2 J＝0.16×10－6 J.即电场力做功为：－0.16×10－6 J.6. (2010·全国卷Ⅱ)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度约为104 V/m.已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s2，水的密度为103 kg/m3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为()A．2×10－9 C B．4×10－9 CC．6×10－9 C D．8×10－9 C【答案】B【解析】本题考查物体的受力平衡条件，电场力的计算等知识点．雨滴受力平衡，则电场力和重力大小相等，有mg＝Eq，而m＝ρV＝ρ，联立两式，代入数据解得B选项对．7.如下图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出．仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如下图所示，则()A．a一定带正电，b一定带负电B．a加速度减小，b加速度增大C．MN电势差|UMN |等于NQ两点电势差|UNQ|D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小【答案】B【解析】本题考查电场线、等势线、电场力的功．由带电粒子在运动轨迹，结合曲线运动的特点可知带电粒子所受的电场力方向，但因为电场线的方向不确定，故不能判断带电粒子带电的性质，A错；由电场线的疏密可知，a加速度将减小，b加速度将增大，B正确；因为是非匀强电场，故MN电势差并不等于NQ两点电势差，C错；但因为等势线1与2之间的电场强度比2与3之间的电场强度要大，故1、2之间的电势差要大于2、3之间的电势差，但两粒子的带电荷量大小不确定，故无法比较动能变化量的大小，D错误．8.如右图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将1×10－6 C的负电荷由A点沿水平线移至B 点，电场力做了2×10－6 J的功，A、B间的距离为2 cm.问：(1)匀强电场场强多大？方向如何？(2)A、B两点间的电势差多大？若B点电势为1 V，A点电势为多少？【答案】(1)200 V/m斜向上方(2)－2 V－1 V【解析】(1)移动负电荷从A到B静电力做正功，负电荷受到的静电力的方向沿电场的反方向，所以电场方向斜向上．由公式W＝qElcos 60°得E＝＝ V/m＝200 V/m(2)A、B间的电势差为U＝Elcos 60°＝200×2×10－2×0.5 V＝2 V，因A点电势低，UAB＝－2 V由UAB ＝φA－φB得φA＝φB＋UAB＝1 V＋(－2 V)＝－1 V9.如右图所示，在水平放置的两个平行金属板之间的匀强电场中，A、B两点之间的连线与竖直方向的夹角为60°.把带电荷量为q＝－1.5×10－8 C的点电荷由A点移到B点，克服电场力做了4.2×10－5 J的功．(1)试确定两板所带电荷Q1、Q2的电性；(2)若已知A点电势φA ＝800 V，|AB|＝1 cm.试求B点电势φB和电场强度的大小和方向．【答案】(1)Q1正电，Q2负电(2)－2 000 V,5.6×105 V/m竖直向下【解析】(1)把带电量为q＝－1.5×10－8 C的点电荷由A点移到B点，克服电场力做了4.2×10－5 J的功．说明A点的电势高于B点的电势，电场的方向由上向下，因此，上板Q1带正电，下板Q2带负电．(2)A、B两点的电势差为UAB＝＝ V＝2 800 V，设B点的电势为φB，根据UAB ＝φA－φB得φB＝φA－UAB＝800 V－2 800 V＝－2 000 V电场强度为E＝＝＝ V/m＝5.6×103 V/m，方向为竖直向下．10.如下图，A、B为两块水平放置的带等量异种电荷的平行金属板，一个质量m＝10－4 kg，电荷量q＝5×10－5 C的带正电粒子静止于两板的正中央，已知两板间距离为20 cm，g＝10 m/s2，求：(1)两板间匀强电场的场强大小；(2)两板间的电势差；(3)若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半，使带电粒子从两板正中央由静止开始运动，则经过多长时间粒子撞到板上．【答案】(1)20 V/m(2)4 V(3)0.2 s【解析】(1)带电粒子静止，qE＝mg，E＝20 V/m.(2)电势差U＝Ed＝20×0.2 V＝4 V.(3)若带电粒子的电荷量减少一半，则电场力减半，重力不变，则有mg－qE＝ma，mg＝ma，a＝g，x＝at2，即0.1＝×5×t2，解得t＝0.2 s.。
电势差与电场强度的关系作业
高一物理作业（七十七）（电势差与电场强度的关系）1. 对公式ab U E d的理解，下列说法正确的是 （ ） A ．此公式适用于计算任何电场中a 、b 两点间的电势差B ．a 点和b 点距离越大，则这两点的电势差越大C ．公式中d 是指a 点和b 点之间的距离D ．公式中的d 是a 、b 两个等势面间的垂直距离2. 下列说法中正确的是 （ ）A ．E ＝U d 适用于任何电场B ．E ＝F q适用于任何电场 C ．E ＝k Q r 2适用于真空中的点电荷形成的电场 D ．E 是矢量，由U ＝Ed 可知，U 也是矢量 3. 如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a 、b 两点相距为d ，则 （ ）A ．a 点的场强一定大于b 点的场强B ．a 点的电势一定高于b 点的电势C ．a 、b 两点间的电势差一定等于Ed （E 为a 点场强）D ．a 、b 两点间的电势差数值上等于单位正电荷由a 点沿任意路径移到b 点的过程中电场力所做的功4. 如图所示，匀强电场场强为1×103 N/C ，ab ＝dc ＝4 cm ，bc ＝ad ＝3 cm ，则下述计算结果正确的是( )A ．ab 之间的电势差为4 000 VB ．ac 之间的电势差为50 VC ．将q ＝－5×10－3 C 的点电荷沿矩形路径abcda 移动一周，电场力做功为零 D ．将q ＝－5×10－3 C 的点电荷沿abc 或adc 从a 移动到c ，电场做功都是－0.25 J 5. 如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O 处的电势为0，点A 处的电势为6 V ，点B 处的电势为3 V ，则电场强度的大小为 （ ）A ．200 V/mB ．200 3 V/mC ．100 V/mD ．100 3 V/m6. 如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点，A 、B 、C 三点电势分别为1.0 V 、2.0 V 、3.0 V ，则下列说法正确的是（ ）A ．匀强电场的电场强度大小为10 V/mB ．匀强电场的电场强度大小为2033 V/m C ．电荷量为1.6×10－19 C 的正点电荷从E 点移到F 点，电荷克服电场力做功为1.6×10－19 J D ．电荷量为1.6×10－19 C 的负点电荷从F 点移到D 点，电荷的电势能减少4.8×10－19 J7. 空间有一沿x 轴对称分布的电场，其电场强度E 随x 变化的图像如图所示．下列说法正确的是 （ ）A ．O 点的电势最低B ．x 2点的电势最高C ．x 1和－x 1两点的电势相等D ．x 1和x 3两点的电势相等8. 如图所示，水平放置的两平行金属板A 、B 接在U ＝4 000 V 的直流电源上，两极板间距离为2 cm ，A极板接地，电场中a 点距B 极板1 cm ，b 点和c 点均距A 极板0.5 cm ，求：（1）a 点的电场强度；（2）a 、c 之间的电势差；（3）电子在b 点的电势能；（4）电子从a 点运动到c 点，电场力做的功。
电势差与电场强度的关系检测题(含答案)
课时作业6 电势差与电场强度的关系1．关于匀强电场的场强和电势差的关系，下列说法中正确的是( ) A ．相同距离的两点间，电势差大的其场强也必定大 B ．任意两点间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积 C ．沿着电场线方向，任意相同距离上的电势降落必定相等 D ．电势降低的方向必定不是电场强度的方向解析：做这类题目要特别注意场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。
答案：C2．试说出下列公式适用于任何电场的是( ) A ．W ＝qU B ．U ＝Ed C ．E ＝FqD ．E ＝k Qr2解析：公式U ＝Ed 只适用于匀强电场，其中d 为场强方向上的距离；公式E ＝k Qr 2适用于点电荷形成的电场。
答案：A 、C 3.图6－1如图6－1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，E ＝100 V/mB ．水平向左，E ＝100 V/mC ．水平向左，E ＝200 V/mD ．水平向右，E ＝200 V/m解析：由电势降低的方向以及电场线与等势面垂直的特点可知，电场强度方向水平向左，又由E ＝U d ，得E ＝ 2 V 2×10－2m＝100 V/m ，故选B 。
答案：B图6－24．某电场电场线和等势面如图6－2所示，图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过a 、c 两点的等势面的电势分别为φa ＝50 V ，φc ＝20 V ，那么a 、c 连线的中点b 的电势φb 为( )A ．等于35 VB ．大于35 VC ．小于35 VD ．等于15 V解析：a 到b 到c 的场强依次减小，由φa －φb ＞φb －φc 得φb ＜12(φa ＋φc )＝35 V 。
答案：C 5.图6－3匀强电场中的三点A 、B 、C 是一个三角形的三个顶点，AB 的长度为1 m ，D 为AB 的中点，如图6－3所示。
已知电场线的方向平行于△ABC 所在平面，A 、B 、C 三点的电势分别为14 V 、6 V 和2 V 。
电势差与电场强度的关系习题(含答案)
第1章静电场第06节 电势差与电场强度的关系1．下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是 ( )A ．在相同距离上的两点，电势差大的其场强必定大B ．任意两点间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积C ．沿着电场线方向，经过任何相同的距离电势降落必定相等D ．电势降低的方向必定是电场强度的方向2．如图1—6—7所示，匀强电场场强E ＝100 V ／m 、A ，B 点相距10cm 、A 、B 连线与电场线夹角为600，则U BA 之值为 ( )A ．-10 VB ．10 VC ．-5 VD ．-53 V3．电场中有一条直线，在直线上有M 、N 两点，若将一试探电荷Q 从直线外的P 点分别移到M 、N 两点，电场力对Q 做功相等，则 ( )A ．该电场若是匀强电场，则M 、N 连线一定与电场线平行B ．该电场若是匀强电场，则M 、N 连线—定与电场线垂直C ．该电场若是由一个点电荷产生的，则M 、N 两点的电势和场强都相同D ．该电场若是由一个点电荷产生的，则M 、N 两点的电势相等，电场强度不同4．如图1—6—8中，a 、b 、c 、d 、e 五点在一直线上，b ，c 两点间的距离等于d 、e 两点间的距离．在a 点固定放置一个点电荷，带电荷量为+Q ，已知在+Q 的电场中b 、c 两点间的电势差为U ，将另一个点电荷+q 从d 点移动到e 点的过程中，下列说法正确的是 ( )A ．电场力做功qUB ．克服电场力做功qUC ．电场力做功大于qUD ．电场力做功小于qU5．已知空气的击穿电场强度为2×106 V ／m ，测得某一次闪电，设闪电的火花路径为直线，其火花长为1000m ，则发生这次闪电时，放电路径两端的电势差U ＝ V ，若这次闪电通过的电荷量为30C ，则释放的能量W ＝ J ．6．图1—6—9中的实线为电场线，虚线为等势线，a 、b 两点的电势A ϕ＝-50 V ， B ϕ＝-20 V ，则a 、b 连线中点c 的电势C ϕ应为 ()图1—6—7图1—6—8 图1—6—9A ．C ϕ＝-35 VB ．C ϕ>-35 VC ．C ϕ<-35 VD ．条件不足，无法判断C ϕ的高低7．如图1—6—10所示，在电场强度E ＝2000 V ／m 的匀强电场中，有三点A 、M和B ，AM ＝4 cm ，MB ＝3 cm ，AB ＝5 cm ，且AM 边平行于电场线，把一电荷量q ＝2×10-9C 的正电荷从B 移到M 点，再从M 点移到A 点，电场力做功为 ( )A ．0.6×10-6JB ．0.12×10-6JC ．-0.16×10-6JD ．-0.12×10-6J8．在水深超过200 m 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，能通过自身发出生物电来获取食物并威胁敌害、保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N ／C 时可击昏敌害，身长为50 cm 的电鳗，在放电时产生的瞬时电压大约可达 V ．9．为使带负电的点电荷q 在一匀强电场中沿直线匀速地由A 运动到B ，必须对该电荷施加一个恒力F ，如图1—6—11所示．若AB ＝0.4 m ，α＝370，q ＝-3×10-7C ，F ＝1.5×10-4N ，A 点电势A ϕ＝100 V(不计重力，sin 370=0.6，cos370＝0.8)(1) 在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A 、B 两点的等势线，并标明它们的电势值．(2) 求q 在由A 到B 的过程中电势能的变化量是多少？10．如图1—6—12所示，平行金属带电极板A 、B 间可看成匀强电场，场强E ＝1.2×102V／m ，极板间距离d ＝5 cm ，电场中C 和D 分别到A 、B 两板距离均为0.5 cm ，B 板接地，求：(1)C 和D 两点的电势、两点间电势差各为多少?(2)将点电荷q=2×10-2C 从C 匀速移到D 时外力做功多少?图1—6—10图1—6—12 图1—6—11[综合评价]1．关于静电场的电场线和等势面，以下说法正确的是( )A ．等势面上各点的场强大小相等B ．导体周围的电场线一定与导体表面垂直C ．在同一条电场线上的两点，电势必定不等D ．在同一条电场线上的两点，所在位置的场强必定不相等2．对公式U ＝Ed 的理解，下列说法正确的是( )A ．在相同的距离上的两点，电势差大的其场强也必定大B ．此公式适用于所有的电场中的问题C ．公式中的d 是通过两点的等势面间的垂直距离D ．匀强电场中，沿着电场线的方向，任何相等距离上的电势降落必定相等3．如图1—6—13所示，a 、b 、c 是匀强电场中的三个点，a 、b 、c 三点在同一平面上，三点电势分别是10V 、2V 和6V ，下列各图中电场强度的方向表示正确的是( )．4．如图1—6—15所示，为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A 放入空腔中，当静电平衡时，图中a 、b 、c 三点的场强E 和电势φ的关系是 ( )A ．E a > E b > E c ， φa > φb > φcB ．E a = E b > E c ， φa = φb > φcC ．E a = E b = E c ， φa = φb = φcD ．E a > E c > E b ， φa > φb > φc5．如图1—6—16所示，两块相对的平行金属板M 、N 与电池相连，N 板接地，在距两板等远的一点P 固定一个带正电的点电荷，如果将M 板向上平移一小段距离，则( )．A ．点电荷所受的电场力减小B ．点电荷所受的电场力增大C ．点电荷的电势能减小D ．点电荷的电势能保持不变6．如图l —6—14所示的匀强电场中，M 、N 两点距离为2 cm，两点间的电势差图1—6—13图1—6—15图1—6—16 图1—6—14为5 V ，MN 连线与场强方向成600角，则此电场的电场强度大小为 ．7．如图1—6—17所示，匀强电场中有一组等势面，若A 、B 、C 、D 相邻两点间的距离是2cm ，则该电场的场强是 V ／m ，到A 点距离为1.5cm 的P 点电势为 V ．8．如图1—6—18所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为-q 的油滴，从A 点以速度v 竖直向上射入电场．已知油滴质量为m ，重力加速度为g ，当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大小恰为v ／2．问：(1) 电场强度E 为多大?(2) A 点至最高点的电势差为多少?9．一个匀强电场的场强为1.0×104V ／m ，在平行于电场的平面上画半径为10cm 的圆，圆周上取三点A 、B 、C (如图1—6—19)．试问：(1) A 、B 间的电势差为多大?(2) B 点电势取作零时，C 点的电势为多大?(3) 将一个电子从B 点沿圆弧移到C 点处时电场力做多少功? 这个功是正功还是负功?10．要使一质量为m ，电荷量为+Q 的小球被沿水平直线加速，需要外加一匀强电场，如图1—6—20已知平行板间距为d ，与水平夹角为θ，要使此小球从A 板左端沿直线从静止沿水平方向被加速，恰从B 板的右端射出，求两金属板所加电压U 是多少?小球被加速后的速度是多大?图1—6—17 图1—6—18图1—6—19 图1—6—2011．如图l —6—2l 所示，P 、Q 两金属板间的电势差为50 V ，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d ＝10 cm ，其中Q 板接地，两板间的A 点距P 板4cm ，求：(1)P 板以及A 点的电势．(2)保持两板间的电势差不变，而将Q 板向左平移5 cm ，则A 点的电势将变为多少?(设大地电势为零)第六节 电势差与电场强度的关系答案：1.C 2.C 3.BD 4.D 5.2×109 6×1010 6.B 7.C 8.5000 9.(1) 图略 E= 5×102V/m U AB = -60V (2)4.8×105-J 10.(1) -5.4V -0.6V -4.8V (2)9.6×102-J综合评价答案：1.BC 2.CD 3.D 4.D 5.AC 6. 500V 7.100/3 -2.58.(1)E=mg/2q (2)U=mv 2/8qA 点电势低于最高点B 9.(1)1.0×103V (2) -6×102V (3) -6×102ev 10.mgd/qcos θ θc o s 2gd 11.(1) -50V -30V (2) -10V图1—6—21。
电势差与电场强度的关系 习题 (2)
1.6电势差与电场强度的关系习题 (2)第6节电势差与电场强度的关系同步检测卷一、选择题1．下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是( )A．任意两点之间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积B．在任何方向上，若两点间距离相等，则它们之间的电势差就相等C．沿着电场线的方向，任何相等距离上的电势降低量必定相等D．电势降落的方向必定是电场强度的方向答案：C解析：解答：匀强电场中任意两点的电势差等于场强和这两点沿电场方向距离的乘积，A错误；同理，在任何方向上，沿电场方向距离相等的两点，它们之间的电势差相等，B错误；根据U＝Ed知沿着电场线的方向，任何相等距离上的电势降低量必定相等，C正确；电势降落最快的方向必定是电场强度的方向，D错误。
故选C分析：电势降落最快的方向必定是电场强度的方向。
2．如图所示，匀强电场中有一梯形ABCD，其中AB=2cm、CD=4cm，A、B、C三点电势分别为φA = 12V、φB=6V、φC=3V，则下列说法正确的是（）A．若一电子从A点移动到D点，它将克服电场力做功3eV B．将一电子从A点移动到D点，电场力做功5eVC．匀强电场场强的最小值为3×l02V/mD．匀强电场场强的最小值为2×102V/m答案：C解析：解答： 根据题意可得AB=2cm ，CD=4cm=2AB ，匀强电场中，沿着相同的方向，每前进相同的距离，电势的变化相同，故：C D B A ϕϕϕϕ-=-)(2，代入数据可得：V D 15=ϕ，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，故电子从A 点移到D 点，电场力做的功为：eV e qU W D A AD AD 3)(=--==ϕϕ，电场力做正功．故A 错误，B 错误；根据匀强电场的特点可知，沿电场线的方向电势降落最快，所以相等的电势差下，电场线方向在两点的连线上时的电场强度最小，电场线的方向沿AB 的方向时的电场强度最小，最小为m V x E ABBA /1032min ⨯=-=ϕϕ故C 正确、D 错误；故选C分析：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关；沿电场线的方向电势降落最快。
高二物理匀强电场电势差与场强的关系试题答案及解析
高二物理匀强电场电势差与场强的关系试题答案及解析1.(6分).匀强电场中，将一电荷量为2×10-5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距为2cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，问：(1)在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功？(2)A、B两点间的电势差为多少？(3)该匀强电场的电场强度为多大？【答案】(1)-0.1J (2) 5×103V (3) 5×105V/m【解析】（1）由题意根据电场力做功与电势能的关系得，J，即电场力做了﹣0.1J的功（2）由可求AB间的电势差V（3）由得，V/m即电场强度为5×105V/m．【考点】考查电场力做功与电势能变化之间的关系及匀强电场中场强与电势差之间的关系．2.如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0 ，点A处的电势为6 V, 点B处的电势为3 V, 则电场强度的大小为A．200V/m B．200V/mC．100 V/m D．100V/m【答案】A==6V，则在坐标为（3,0）的点的电势为3V。
匀强电场的方向垂直于点【解析】由于UAO（3,0）与B点的连线，由几何关系可得O到点（3,0）与B点的连线的距离d=1.5cm，匀强电场=200V/m，故A 选项正确。
【考点】匀强电场电场场强与电势差的关系3.如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该电场场强E的大小和方向分别为A．E=1V/m，水平向左B．E=1V/m，水平向右C．E=100V/m，水平向左D．E=100V/m，水平向右【答案】C【解析】电场线与等势面垂直，且从高点势指向低点势，电场强度的方向水平向左，，C正确，ABD错误。
【考点】本题考查了电场线与等势面的关系和匀强电场场强的计算4.如图所示是电场中的一条电场线，已知ab＝bc，则下列关系式中一定正确的是()A．Ea ＝Eb＝EcB．Ea >Eb>EcC．φa >φb>φcD．Uab ＝Ubc【答案】C【解析】根据电场线的特点，顺着电场线方向，电势逐渐降低，所以C正确；由于图中只有一条电场线，因而无法判断该电场是否为匀强电场，所以电场强度大小无法比较，所以A、B错；另外只有在匀强电场中U=Ed，所以D也无法判断。
《电势差与电场强度的关系》同步测试
电势差和电场强度的关系同步练习题（6月11日）一、探究场强与电势差的关系在匀强电场中，沿着________的方向，任意两点之间的电势差等于________与这两点间______的乘积，即U ＝________.二、电场线与等势面的关系 一、探究场强与电势差的关系[问题情境] 如图1，匀强电场的电场强度为E ，电荷q 从A 点移到B 点电场力做的功为W AB ，A 、B 两点间的电势差为U AB1．电场力的功W AB 与电势差U AB 之间的关系是怎样的？2．电荷在电场中受到的力是多大？该力是恒力还是变力？ 3．试从电荷q 所受电场力的角度来计算W AB 等于什么？4．根据上面W AB 的两种表示方式，你能得到电场强度与电势差之间存在怎样的关系？ 5．如果这里的电场是非匀强电场，电场力的功还能用W ＝F·s 来求解吗？ 答案 1.W AB ＝qU AB 2．F ＝qE 是恒力 3．W AB ＝F·d＝qE·d 4．U AB ＝Ed5．在非匀强电场中F ＝qE 是变力，不能用W ＝F·s 来计算功的大小．区别 公式 物理含义引入过程 适用范围E ＝F q是电场强度大小的定义式F ∝q ，E 与F 、q 无关，用来描述某点电场的力的性质 适用于一切电场E ＝k 2Q r是真空中点电荷场强决定式 由E ＝Fq 和库仑定律导出在真空中，场源电荷Q 是点电荷E ＝U d是匀强电场的场强决定式由F ＝qE 和W ＝qU 导出匀强电场一、单选题1．下列说法正确的是 （ ）A ．由公式U = Ed 得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积B ．由公式E = U/d 得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小C ．在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积D ．公式U = Ed 只适用匀强电场2、如图，a 、b 、c 是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a 到c , a 、b 间的距离等于b 、c 间的距离。
高中物理每日一点十题之匀强电场中电势差与电场强度的关系
高中物理每日一点十题之匀强电场中电势差与电场强度的关系 一知识点1.匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点间沿电场方向的距离的乘积，关系式U AB ＝Ed.2.由1得E ＝U AB d .①在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向的距离之比. ②电场强度单位的换算：1 V/m ＝1 N/C.3.U AB ＝Ed 和E ＝U AB d 都只适用于匀强电场4.电场强度的三个表达式5.电场强度方向指向电势降落最快的方向.十道练习题（含答案）一、单选题（共8小题）1. 下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是( )A. 任意两点之间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积B. 在任何方向上，若两点间距离相等，则它们之间电势差就相等C. 沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等D. 电势降落的方向必定是电场强度的方向2. 如图所示，在匀强电场中取一点O，过O点作射线OA＝OB＝OC＝OD＝10 cm，已知O、A、B、C 和D各点电势分别为0、7 V、8 V、7 V、5 V，则匀强电场场强的大小和方向最接近于( )A. 70 V/m，沿AO方向B. 70 V/m，沿CO方向C. 80 V/m，沿BO方向D. 80 V/m，沿CO方向3. 对公式E＝的理解，下列说法正确的是( )A. 此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差B. a点和b点间距离越大，则这两点的电势差越大C. 公式中的d是指a点和b点之间的距离D. 公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离4. 图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20 cm.把一个电荷量q＝10－5 C的正电荷从A移到B，静电力做功为零；从B移到C，静电力做功为－1.73×10－3 J，则该匀强电场的场强大小和方向是( )A. 865 V/m，垂直AC向左B. 865 V/m，垂直AC向右C. 1 000 V/m，垂直AB斜向上D. 1 000 V/m，垂直AB斜向下5. 如图所示，沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，r＝OA为半径逆时针转动一周，O与圆周上的A点的连线OA与x轴正向(E方向)成θ角(θ<)，则此圆周上各点与A点间最大的电势差为( )A. U＝ErB. U＝Er(sin θ＋1)C. U＝Er(cos θ＋1)D. U＝2Er6. 如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25 cm，由此可确定此电场的电场强度的方向及大小为( )A. 竖直向下，E＝0.4 V/mB. 水平向右，E＝0.4 V/mC. 水平向左，E＝40 V/mD. 水平向右，E＝40 V/m7. 如图所示，在匀强电场中，A、B两点相距10 cm，E＝100 V/m，AB与电场线方向的夹角θ＝120°，则A、B两点间的电势差为( )A. 5 VB. －5 VC. 10 VD. －10 V8. 如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2 V，a点的坐标为(0,4 cm)，电势为8 V，b点的坐标为(3 cm,0)，电势为8 V，则电场强度的大小为( )A. 250 V/mB. 200 V/mC. 150 V/mD. 120 V/m二、多选题（共2小题）9. 如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则( )A. a点场强一定大于b点的场强B. a点的电势一定高于b点的电势C. a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点的场强)D. a、b两点间的电势差在数值上等于单位正电荷由a点沿任意路径移动到b点的过程中电场力所做的功10. 如图所示，A、B两板间电压为600 V，A板带正电并接地，A、B两板间距离为12 cm，C点离A 板4 cm，下列说法正确的是( )A. E＝2 000 V/m，φC＝200 VB. E＝5 000 V/m，φC＝－200 VC. 电子在C点具有的电势能为－200 eVD. 电子在C点具有的电势能为200 eV1. 【答案】C【解析】匀强电场中电势差与场强的关系U＝Ed中的d是两点沿电场线方向的距离，并不是两点间的距离，A错．两点距离相等，两点沿电场线方向的距离不一定相等，B错．由U＝Ed＝ELcos α，可知C正确2. 【答案】C【解析】据题意A、C两点电势相等，所以AC为等势线，因为电场线与等势线垂直，故场强方向与AC垂直，比较接近OB方向，由E＝得场强大小E＝80 V/m，方向由B指向O.3. 【答案】D【解析】公式E＝，仅适用于匀强电场，所以A错；公式中的d是指a、b两点沿电场线方向的距离，即a、b两等势面之间的垂直距离．所以B、C均错，D对4. 【答案】D【解析】正电荷从A移到B静电力做功为零，AB线为等势线；正电荷从B移到C静电力做负功，U BC ＝＝－173 V<0，φB<φC，因电场线与等势线垂直，且指向电势较低的点，如图所示，故该匀强电场的场强方向垂直AB斜向下；场强大小E＝＝V/m＝1 000 V/m.选项D正确5. 【答案】C【解析】由U＝Ed知，与A点间电势差最大的点应是沿场强方向与A点相距最远的点，d max＝r＋r cos θ，所以U max＝Er(cos θ＋1)，C项正确6. 【答案】D【解析】电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势降低，故场强方向水平向右，场强大小E＝＝V/m＝40 V/m，故D项正确7. 【答案】B【解析】A、B两点在场强方向上的距离d＝·cos(180°－120°)＝10×cm＝5 cm.由于φA<φB，则U AB＝－Ed＝－100×5×10－2 V＝－5 V，故选B8. 【答案】A【解析】由题意可知a、b两点的电势相等，则ab为一条等势线，又O点电势为2 V，则知匀强电场的场强方向垂直于ab指向左下方，过O点作ab的垂线交ab于c点，由几何关系得：tan ∠b＝，得∠b＝53°Oc＝Ob·sin ∠b＝0.03 m×sin 53°＝2.4×10－2 mc、O间的电势差U＝8 V－2 V＝6 V则电场强度大小E＝＝250 V/m，故A正确9. 【答案】BD【解析】场强方向不能表示场强大小，A项错；沿场强方向电势降低，B项对；因为此电场不一定是匀强电场，C项错；由电势差的定义知D项对10. 【答案】BD【解析】A板接地，则其电势为零，因为A板带正电且A、B两板间的电压为600 V，则B板电势为－600 V，由此知C点电势为负值，则A、B两板间场强E＝＝＝50 V/cm＝5 000 V/m，φC＝－Ed AC＝－50 V/cm×4 cm＝－200 V，A错误，B正确；电子在C点具有的电势能为200 eV，C错误，D正。
1.6电势差与电场强度的关系(含答案)
1.6电势差与电场强度的关系一、选择题(1～6题为单选题，7～10题为多选题) 1.下列说法正确的是( )A.由公式E ＝U ABd 得，电场强度E 与电势差U AB 成正比，与两点间距离d 成反比B.由公式E ＝U ABd 得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小C.在匀强电场中，任意两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积D.公式E ＝U ABd 只适用匀强电场答案 D2.如图1所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25 cm ，由此可确定此电场的电场强度的方向及大小为( )图1A.竖直向下，E ＝0.4 V/mB.水平向右，E ＝0.4 V/mC.水平向左，E ＝40 V/mD.水平向右，E ＝40 V/m 答案 D解析 电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势降低，故场强方向水平向右，场强大小E ＝U d ＝100.25V /m ＝40 V/m ，故D 项正确. 3.如图2所示的匀强电场场强为103 N/C ，ab 、cd 平行于电场线，ac 、bd 垂直于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是()图2A.a、b之间的电势差为40 VB.a、c之间的电势差为50 VC.将q＝－5×10－3 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q＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 J答案A解析由U＝Ed得U ab＝103×0.04 V＝40 V，A正确；a、c在同一等势面上，所以U ac＝0，B错误；将电荷沿abdca移动一周，位移为0，故电场力做功为0，C错误；W ad＝W ab＝qU ab ＝(－5×10－3)×40 J＝－0.2 J，D错误.4.如图3所示，在电场强度E＝2×103 V/m的匀强电场中有三点A、M和B，AM＝4 cm，MB ＝3 cm，AB＝5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10－9 C的正电荷从B移动到M点，再从M点移动到A点，电场力做功为()图3A.1.6×10－7 JB.1.2×10－7 JC.－1.6×10－7 JD.－1.2×10－7 J答案C解析B、M在同一等势面上，电荷由B到M电场力不做功.由M到A电场力做负功，W＝qU＝q·Ed＝2×10－9×2×103×4×10－2 J＝1.6×10－7 J.即电场力做功为－1.6×10－7 J.5.如图4所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5 cm，电势差为25 V，在电场中P点固定放置电荷量为5×10－9 C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在P点的()图4A.上方30 cm处B.下方30 cm处C.上方25 cm 处D.下方25 cm 处答案 B解析 匀强电场的场强E ＝U d ＝250.05 V /m ＝500 V/m ，设距P 点L 处的合场强为零，则k QL 2＝9×109×5×10－9L 2V /m ＝500 V/m ，故L ＝0.3 m ，负点电荷在L 处的电场竖直向上，故该点在电场中P 点的下方，B 正确.6.如图5所示，两块不带电的竖直平行金属板的间距为d ，一个重力为G 的带电小球在重力作用下在两板间竖直下落，此时小球的运动轨迹是AB ，当两板间加上电压U 时，小球受力方向变成沿BC 方向，则此小球所带的电荷量应是( )图5A.G UB.G 2UC.Gd UD.2Gd U答案 C解析 设小球所受电场力为F 电，由图可知tan 45°＝F 电G ，又F 电＝U d q ，可解得：q ＝GdU，C 正确.7.细胞膜的厚度等于700 nm(1 nm ＝10－9 m)，当膜的内外层之间的电压达0.4 V 时，即可让一价钠离子渗透.设细胞膜内的电场为匀强电场，则( ) A.膜内电场强度为5.71×105 V/m B.膜内电场强度为1.04×106V/mC.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于6.4×10－20JD.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于1.28×10－19J答案 AC解析 E ＝U d ＝0.47×10－7 V /m≈5.71×105V/m ，A 正确，B 错误；W ＝qU ＝1.6×10－19×0.4 J ＝6.4×10－20J ，C 正确，D 错误.8.如图6所示，A 、B 两板间电压为600 V ，A 板带正电并接地，A 、B 两板间距离为12 cm ，C 点离A 板4 cm ，下列说法正确的是( )图6A.E ＝2 000 V/m ，φC ＝200 VB.E ＝5 000 V/m ，φC ＝－200 VC.电子在C 点具有的电势能为－200 eVD.电子在C 点具有的电势能为200 eV 答案 BD解析 A 板接地，则其电势为零，又因为A 、B 两板间的电压为600 V ，则B 板电势为－600 V ，由此知C 点电势为负值，A 、B 两板间场强E ＝U d ＝600 V 12 cm ＝50 V /cm ＝5 000 V/m ，φC ＝－E ×d C＝－50 V/cm ×4 cm ＝－200 V ，A 错误，B 正确；电子在C 点具有的电势能为200 eV ，C 错误，D 正确.9.如图7所示，一电场的电场线分布关于y 轴(沿竖直方向)对称，O 、M 、N 是y 轴上的三个点，且OM ＝MN .P 点在y 轴右侧，MP ⊥ON .则下列说法正确的是( )图7A.M点的电势比P点的电势高B.将负点电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差答案AD解析根据电场线和等势面的关系画出等势面，可以判断出M点的电势比P点的电势高，A 正确.将负点电荷由O点移到P点，电场力做负功，B错误.根据U AB＝Ed进行定性分析可知U MN＜U OM，C错误，D正确.10.如图8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为E A、E B、E C，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为U AB、U BC，则下列关系中正确的有()图8A.φA＞φB＞φCB.E C＞E B＞E AC.U AB＜U BCD.U AB＝U BC答案ABC解析由电场线的方向是电势降低的方向知选项A正确.由题图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C附近电场线稠密，B附近电场线次之，A附近电场线最稀疏，所以E C＞E B＞E A，选项B正确；由公式U＝Ed进行定性分析知：U BC＞U AB，选项C正确，D错误；故选A、B、C.二、非选择题11.如图9所示，在水平放置的两个平行金属板之间的匀强电场沿竖直方向，电场中A、B两点之间的连线与竖直方向的夹角为60°.把带电荷量为q＝－1.5×10－8 C的点电荷由A点移到B点，克服电场力做了4.2×10－5 J的功.若已知A点电势φA＝800 V，|AB|＝1 cm，求：图9(1)B 点的电势.(2)求电场强度的大小和方向.答案 (1)－2 000 V (2)5.6×105 V/m ，方向竖直向下 解析 (1)A 、B 两点的电势差为 U AB ＝W AB q ＝－4.2×10－5－1.5×10－8 V ＝2 800 V ， 设B 点的电势为φB ，根据U AB ＝φA －φB 得 φB ＝φA －U AB ＝800 V －2 800 V ＝－2 000V. (2)电场强度为E ＝U AB d ＝U AB |AB |cos 60＝2 8001×10－2×0.5V /m ＝5.6×105 V/m ，方向为竖直向下. 12.如图10所示，平行金属带电极板A 、B 间可看成匀强电场，场强E ＝1.2×102 V/m ，极板间距离d ＝5 cm ，电场中C 点和D 点分别到A 、B 两板的距离均为0.5 cm ，B 板接地，求：图10(1)C、D两点的电势、两点间电势差各为多少？(2)将点电荷q＝2×10－2 C从C点匀速移到D点时外力做多少功？答案(1)－5.4 V－0.6 V－4.8 V(2)9.6×10－2 J解析(1)因正极板接地，故板间各点电势均小于零，由U＝Ed得U BD＝Ed BD＝1.2×102×0.5×10－2 V＝0.6 V，即φD＝－0.6 V.由于d CB＝5 cm－0.5 cm＝4.5 cm＝4.5×10－2 m，所以U CB＝－Ed CB＝－1.2×102×4.5×10－2 V＝－5.4 V＝φC.所以U CD＝φC－φD＝－5.4 V－(－0.6 V)＝－4.8 V.(2)因为点电荷匀速移动，外力所做的功等于克服电场力所做的功W外＝|qU CD|＝2×10－2×4.8 J＝9.6×10－2 J.13.如图11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：图11(1)小球应带何种电荷及其电荷量； (2)小球受到的合外力；(3)在入射方向上小球运动的最大位移x m .(电场足够大) 答案 (1)正电荷 mgdU (2)2mg (3)2v 204g解析 (1)作电场线如图(a)所示.由题意知，只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上，如图(b)所示.只有当F 合与v 0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v 0方向做匀减速运动.由图(b)知qE ＝mg ，相邻等势面间的电势差为U ，所以E ＝U d ，所以q ＝mg E ＝mgdU.(2)由图(b)知，F 合＝(qE )2＋(mg )2＝2mg .(3)由动能定理得－F 合 x m ＝0－12m v 20 所以x m ＝m v 2022mg ＝2v 204g .。
高二物理第1章第6节电势差与电场强度的关系练习题及答案解析
1．关于场强和电势差的关系；说法正确的是()A．电场强越大的地方；电势越高；任意两点间的电势差越大B．沿着电场线方向；任何相同距离上的电势降低必定相等C．电势降低的方向必定是电场强的方向D．沿着电场线方向；单位距离上降落的电势越大；则场强越大解析：选D.电场强越大的地方；电势不一定越高；如负点电荷形成的电场；越接近点电荷；电势越低；A错误；在匀强电场中沿电场线方向；任何相同距离上电势降低必定相等；B错误；电势降低的方向不一定是电场强方向；C错误；由E＝错误!可知；单位距离上降落的电势越大；场强越大；D正确．2．如图1－6－10所示；在一匀强电场区域中；有A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上；已知A、B、C三点电势分别为φA＝1 V；φB＝4 V；φC＝0；则D点电势φD 的大小为()图1－6－10A．－3 V B．0C．2 V D．1 V解析：选A.在匀强电场中；由于AD与BC平行且相等；故U AD＝U BC；即φA－φD＝φB－φC；代入数据解得φD＝－3 V.3.如图1－6－11所示是电场中的一条电场线；已知ab＝bc；则下列关系式中一定正确的是()图1－6－11A．E a＝E b＝E c B．E a>E b>E cC．φa>φb>φc D．U ab＝U bc解析：选C.只根据一条电场线无法确定该电场是否是匀强电场；故A、B、D都不正确．4.如图1－6－12所示；匀强电场场强E＝100 V/ m；A、B两点相距10 cm；A、B连线与电场线夹角为60°；则U B A为()图1－6－12A．－10 V B．10 VC．－5 V D．－5 3 V解析：选C.公式U＝Ed中；d是沿场强方向的距离；A、B两点沿电场线方向的距离d＝l cos60°＝0.1×错误!m＝0.05 m．B点电势低于A点电势；则U BA＝－Ed＝－100×0.05 V＝－5 V；故C正确．5.如图1－6－13所示；匀强电场中；A、B、C三点构成一个直角三角形；把电荷量q＝－2×10－10C的点电荷由A点移动到B点；电场力做功4.8×10－8 J；再由B点移到C点电荷克服电场力做功4.8×10－8 J；取B点的电势为零；求A、C两点的电势及场强的方向．图1－6－13解析：把电荷从A点移到B点；由U AB＝错误!得U AB＝错误!V＝－240 V；所以φA－φB＝φA＝－240 V.把电荷从B点移到C点；U BC＝错误!＝错误!V＝240 V；φB－φC＝－φC＝240 V；则φC＝－240 V.因为φA＝φC；即A、C在同一等势面上；根据场强与等势面垂直且由高电势处指向低电势处；可得该电场的场强方向垂直于AC；指向左上方．答案：φA＝φC＝－240 V；电场方向垂直于AC；指向左上方一、选择题1．(福建省三明高二月考)如图1－6－14为某匀强电场的等势面分布图；每两个相邻等势面相距2 cm；则该匀强电场的场强大小和方向分别为()图1－6－14A．E＝100 V/m；竖直向下B．E＝100 V/m；竖直向上C．E＝100 V/m；水平向左D．E＝100 V/m；水平向右解析：选 C.电场方向与等势面垂直且指向电势降低的方向；故电场方向水平向左；由U＝Ed可得：E＝错误!＝错误!V/m＝100 V/m；故C正确．2.如图1－6－15所示；圆O所在的平面内有匀强电场存在；电场方向与圆面平行．一个带正电荷的微粒(不计重力)从图中A点出发；以相同的初动能在圆内向各个方向运动；图中AB 是圆的一条直径；∠BAC＝30°；已知只有当该微粒从图中C点处离开圆面时；动能才能达到最大值；则平面内的电场线方向为()图1－6－15A．沿A→B方向B．沿A→C方向C．沿O→C方向D．沿B→C方向解析：选C.由W＝Uq可知；微粒由A射入到从C离开圆面时；动能最大；说明A、C两点的电势差最大；故知C点为圆上电势最低的点；过C的切线为电势最低的等势面；故电场方向为沿O→C方向；C正确．3.(湖北黄冈质检)如图1－6－16所示；图中五点均在匀强电场中；它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心．已知电场线与圆所在平面平行．下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强的相关描述正确的是()图1－6－16A．a点的电势为6 VB．a点的电势为－2 VC．O点的场强方向指向a点D．O点的场强方向指向电势为2 V的点解析：选AD.由匀强电场特征可知：在匀强电场中；沿某一直线若存在电势变化；则沿与该直线平行的其他直线也会存在相同的电势变化规律；所以有10 V－6 V＝φa－2 V；解得φa ＝6 V；选项A正确、B错误；O点与a点处于同一等势面上；所以O点场强方向垂直O与a连线指向电势为2 V的点；选项C错误、选项D正确．4．如图1－6－17中；a、b、c、d、e五点在一直线上；b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离．在a点固定放置一个点电荷；带电荷量为＋Q；已知在＋Q的电场中b、c两点间的电势差为U；将另一个点电荷＋q从d点移动到e点过程中；下列说法正确的是()图1－6－17A．电场力做功qU B．克服电场力做功qUC．电场力做功大于qU D．电场力做功小于qU解析：选D.离点电荷＋Q越远；电场越弱；由U＝Ed可得U de<U bc＝U；故将＋q由d移到e 点；电场力做正功；且小于Uq；D正确．5．如图1－6－18中A、B、C三点都在匀强电场中；已知AC⊥BC；∠ABC＝60°；BC＝20 cm；把一个电荷量q＝10－5C的正电荷从A移到B；静电力做功为零；从B移到C；静电力做功为－1.73×10－3J；则该匀强电场的场强大小和方向是()图1－6－18A．865 V/m；垂直AC向左B．865 V/m；垂直AC向右C．1000 V/m；垂直AB斜向上D．1000 V/m；垂直AB斜向下解析：选D.把电荷q从A移到B；静电力不做功；说明A、B两点在同一等势面上；因该电场为匀强电场；等势面应为平面；故图中直线AB即为等势线；场强方向垂直于等势面；可见；选项A、B不正确．U BC＝错误!＝错误!V＝－173 V；B点电势比C点低173 V；因电场线指向电势降低的方向；所以场强的方向必垂直于AB斜向下；场强大小E＝错误!＝错误!＝错误!V/m＝1000 V/m；因此选项D正确；C错误．6．(朝阳区高二检测)如图1－6－19所示；一条绝缘细线；上端固定；下端拴一个质量为m 的带电小球．将它置于一匀强电场中；电场强大小为E；方向水平向右．当细线离开竖直位置的偏角为α时；小球处于平衡状态；则小球所带的电荷量为()图1－6－19A.错误!sinαB.错误!cosαC.错误!tanαD.错误!cotα解析：选C.对小球受力分析如图所示；由物体的平衡条件得：F cosα＝mgF sinα＝Eq可得：q＝错误!tanα；故C正确．7.如图1－6－20所示；在沿x轴正向的匀强电场E中；有一动点A以O为圆心；r为半径做逆时针转动；当OA与x轴正向成θ角时；O、A两点间的电势差为()图1－6－20A．U OA＝Er B．U OA＝Er sinθC．U OA＝Er cosθD．U OA＝－Er cosθ解析：选C.由图可知OA沿场强方向的距离d＝OA cosθ＝r cosθ；故U OA＝Ed＝Er cosθ.故C 正确．8．(20高考全国卷Ⅰ)如图1－6－21所示；一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称；O、M、N是y轴上的三个点；且OM＝MN.P点在y轴右侧；MP⊥ON.则()图1－6－21A．M点的电势比P点的电势高B．将负电荷由O点移动到P点；电场力做正功C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D．在O点静止释放一带正电粒子；该粒子将沿y轴做直线运动解析：选AD.作出过点M的等势线；因电场线与等势线是正交的；且沿电场线方向电势是降低的；故A正确．将负电荷从O点移到P点时；因所处位置电势降低；其电势能增大；故应是克服电场力做功；B错误．由E＝U/d及电场线疏密程知O、M两点间电势差应大于M、N两点间电势差；C错误．沿y轴上各点场强方向相同；故从O点由静止释放的带正电粒子运动中始终受到沿y轴正方向的外力；D正确．9. (潍坊统考)如图1－6－22所示；空间有平行于纸面的匀强电场．一电荷量为－q的质点(重力不计)．在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N；如图所示．已知力F和MN间夹角为θ；M、N间距离为d；则()图1－6－22A．M、N两点的电势差为错误!B．匀强电场的电场强大小为错误!C．带电质点由M运动到N的过程中；电势能减少了Fd cosθD．若要使带电质点由N向M做匀速直线运动；则F必须反向解析：选A.由于重力不计；质点匀速运动；所受拉力F与电场力大小相等、方向相反．从M到N过程中；电场力做功W电＝－Fd cosθ；M、N两点的电势差U MN＝错误!＝错误!；A 项正确；匀强电场场强E＝错误!；B项不正确；此过程中；电场力做负功；电势能增加；C 项不正确．若要使带电质点由N向M做匀速直线运动；则所受合力一定为零；因此F必须沿原方向；D项不正确．二、计算题10.如图1－6－23所示；A、B、C为匀强电场中的三个点；已知φA＝12 V；φB＝6 V；φC＝－6 V．试画出该电场的电场线；并保留作图时所用的辅助线(用虚线表示)．图1－6－23解析：连接A、C；将线AC三等分；等分点为D、E；则φD＝6 V；连接BD即为电场中的一个等势面；过A、E、C三点分别作BD的平行线得到另外三个等势面；过A、B、C三点分别作和等势面的垂线；即为三条电场线；方向由高电势指向低电势；如图所示．答案：见解析11．如图1－6－24所示是一组不知方向的匀强电场的电场线；把1.0×10－6 C的负电荷从A 点沿水平线移到B点；静电力做了2.0×10－6 J的功．A、B两点间的距离为2 cm；问：图1－6－24(1)匀强电场的场强为多大？方向如何？(2)A、B两点间的电势差为多大？解析：根据电势差的定义式；U AB＝错误!＝错误!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＝错误!＝错误!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．答案：(1)200 V/m方向沿直线由下而上(2)－2 V12．如图1－6－25所示的电场；等势面是一簇互相平行的竖直平面；间隔均为d；各面电势已在图中标出；现有一质量为m的带电小球以速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．问：图1－6－25(1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？(2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大)解析：(1)如图甲所示；电场线水平向左；由题意知；只有小球受到向左的电场力；电场力和重力的合力才有可能与初速的方向在一条直线上；所以小球带正电．由图乙可知；Eq＝mg；又E＝错误!；所以：q＝错误!.(2) 由图乙可知；F合＝(mg)2＋(Eq)2＝2mg由动能定理得：－F合·x m＝0－错误!m v错误!所以：x m＝错误!.答案：(1)正电荷错误! (2)错误!。
电势差与电场强度的关系典型例题
电势差与电场强度的关系典型例题【例1】一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则 [ ]A．a、b两点的场强一定相等B．该点电荷一定沿等势面移动C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D．a、b两点的电势一定相等[分析] 在电场中移动电荷时，电势能的变化εa－εb=qU a－qU b=qU ab．当a－b=0时，则U ab=0，即a、b两点的电势一定相等．D正确．在电场中移动电荷时电势能的变化，只跟电荷的始末位置有关，跟它的具体路径无关．只要电荷的始、末位置在同一个等势面上，电势能的变化一定等于零，电场力一定不作功（W=εa－εb），因此电荷不一定沿等势面移动．因等势面上各点的场强方向必与等势面垂直，即电荷在等势面上受到的电场力与等势面垂直，可见电荷所受的电场力也不一定与移动方向垂直，所以B、C都错．场强与电势是两个不同的物理量，它们分别从力的属性和能的属性上描述电场．在电场中场强大的地方电势不一定高，电势高的地方场强不一定大；场强相等的地方电势不一定相等，电势相等的地方场强不一定相等．所以，A错．[答] D．【例2】图1中实线条是一个电场中的电场线，虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。
如果电荷是从图中a处运动到b 处，则以下判断中正确的是 [ ]A．电荷从a到b，运动的加速度变小B．电荷在b处的电势能大C．b处的电势高D．电荷在b处的速度小[误解一]选（A）。
[误解二]选（C）。
[正确解答] 选（B），（D）。
[错因分析与解题指导] 本题是识别电场图示方法的常见题，这类题型虽无复杂运算，但涉及基础知识和基本概念较多，因而差错较多。
思考方法大致可从以下几方面入手：（1）确定电荷的受力方向。
例如，由本题运动轨迹易知电荷受图2中电场力F才改变运动方向。
（2）由电场力方向确定电场线指向。
本题当如图2中箭头所示。
（3）利用结论“电场方向即电势降低的方向”来判定各处电力作用下负电荷从电势高处移向电势低处”）。
电势差与电场强度的关系训练题(含解析)
u公式E=,U 二Ed 的理解1. （多选）下列对于公式E=的理解，其中正确的是（AC ）A. 它仅适用于匀强电场B. 在匀强电场中，电场强度的数值等于每单位距离上降低的电势C. 电场强度的另一单位 V/m,适用于任何电场D. 只要测出两点的电势差和两点的间距，就可求出电场强度u解析：公式E='仅适用于匀强电场，电场强度的数值等于沿着电场线方 向每单位距离上降低的电势；若不沿着电场线则说法错误，选项A 正 u 确,B 错误;根据公式E=,电场强度的单位为V/m,该单位适用于任何 电场，选项C 正确；在匀强电场中测出沿着电场线的两点间距及电势 差,才可求出电场强度，选项D 错误.2. 在同一匀强电场中，关于电势差和电场强度的关系，下列说法正确 的是（D ）A. 在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度也必定大B. 任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积C. 电势减小的方向必定是电场强度的方向第6节 电势差与电场强度的关系夯实双基•提升素能 Q... ................................................ JD. 电场中的任意直线上相同距离的电势差必定相等解析：在同一匀强电场中，相同距离上无论电势差大小，其电场强度不变，选项A错误；关系式S=Ed中，由d的意义可知选项B错误；沿电场线方向电势减小最快的方向是电场强度方向，选项C错误；在匀强电场中，同一直线的相同距离上的电势差一定相等，选项D正确.U公式E=,U二Ed的应用3. （2017 •葫芦岛质检）（多选）如图所示，匀强电场中的A,B,C三点的连线构成边长为• a的等边三角形.把带电荷量为-e的电子从A移动到B,静电力做功W把带电荷量为e的正粒子从B移到C,静电力也做功W则下列说法中正确的是（CD ）A. A,B,C三点的电势关系为「A>「B>「CB. A,B,C三点的电势关系为「A>2「CC. 电场强度的方向一定与直线AC垂直2WD. 若电场强度与纸面平行，则电场强度大小等于1■W AB W解析：电子从A移到B,由U B二“可知,U AB=-二「A-工正粒子从B移到WC,则LB C^ = B- -c,可知佔-c,即A,C连线为一等势线，由电场线与等势面关系可知，电场强度方向与线AC垂直，选项A,B错误,C正确；由w 于,即■-:B> -A,可知，电场线沿AC垂线且指向右上方，由几何关<3 3 lf BC 2W系可知,B点到AC直线的距离为d= x . a=a,所以E=」=“■,故选项D正确.4. （2017 •德州质检）如图中A,B,C三点都在匀强电场中，已知AJBC, / ABC=60 ,BC=20 cm,把一个电荷量q=10-5 C的正电荷从A移到B,静电力做功为零，从B移到C,静电力做功为-1.73 x 10-3 J,则该匀强电场的电场强度是（D ）A. 865 V/m,垂直AC向左B. 865 V/m,垂直AC向右C. 1 000 V/m,垂直AB斜向上D. 1 000 V/m,垂直AB斜向下解析：电荷从A到B静电力做功为零，则电势差为零,A,B两点电势相等,AB为匀强电场中的一条等势线，电荷从B移到C,则有U B C=B- ：:cW uc - 173x 10^----- -5=「= 汁V=-173 V,贝S fc,由电场线与等势面关系可知，过C点的电场线垂直于AB,且指向右下方，由几何关系可知,C到AB的距离d=BC- sin 60 ° =0.2 x ■' m=0.173 m.U 173则匀强电场的电场强度大小E」=n V/m=1 000 V/m,故选项D正确.索能提升5. 如图所示，有竖直向下的匀强电场，A,B两等势面间距离为5 cm,电势差为25 V,在电场中P点固定放置电荷量为5X10-9 C的负点电荷，此时电场中有一点电场强度为零，此点在P点的（B ）A. 上方30 cmB. 下方30 cmC.上方25 cmD. 下方25 cmlf AB u 25解析：由E二」知，该匀强电场的电场强度大小为V/m=500V/m,因为P点放置了负电荷，使得电场中有一点的电场强度为零，说明点电荷在该点电场强度方向竖直向上，大小为500 V/m,根据负电荷q2的电场强度分布可知该点在P点正下方，由E=k_陋5 X 10'9得,r=卜"=50（】m=0.3 m=30 cm,选项B正确.6. （2017 •长沙模拟）（多选）如图所示，平面内有一菱形abed,0点为其两对角线的交点.空间存在一未知的静电场，方向与菱形所在平面平行,有一电子,若从a点运动至d点,电势能就会增加△ E,若从d点运动至c 点,电势能就会减少△ E,那么此空间存在的静电场可能是（AC ）A. 方向垂直于ac,并由b指向d的匀强电场B. 方向垂直于bd,并由c指向a的匀强电场C. 位于0点的正点电荷形成的电场D. 位于b点的负点电荷形成的电场解析：电子从a点运动至d点，电势能增加△ E,从d点运动至c点，电势能减少△ E,可断定a点和c点电势相等，若是匀强电场，则ac连线W ad ME 0E即为等势线，电场线与等势线垂直•由于U d=^a- %二q = Y二亡＞0,即d,可知「0＞冷,则电场线的方向是由b指向d.如果该电场是位于0点的正点电荷形成的电场,a,c在同一等势面上，电子从a移到d,电势能增加,从d移到c电势能减少，符合题意,选项A,C正确.7. (2017 •潍坊质检)平行的带电金属板A,B间是匀强电场，如图所示, 两板间距离是5 cm,两板间的电压是60 V.试问：百丨I+＜+ + + +---£ -(1)两板间的电场强度是多大？⑵电场中有R和P2两点,P1点离A板0.5 cm,P2点离B板也是0.5 cm,R 和F2两点间的电势差为多大？(3)若B板接地,F i和P2两点的电势各是多大？u解析：(1)根据公式E='代入数据得602E八"_ V/m=1 200 V/m.⑵F i F2沿静电力方向的距离为d i2=5 cm-(0.5+0.5)cm=4 cm.根据公式U=Ed有Ui2=Ed2=1 200 X4X 10-2 V=48 V.2(3)若B 板接地，贝y B=0,U PIB= 1- B=Ec PiB=1 200 X (4.5 X 10-) V=54 V, 得i=54 V.同理2=6 V.答案:(1)1 200 V/m (2)48 V (3)54 V 6 V(教师备用)【备用题组】1. (多选)如图,绝缘杆长L,两端分别带有等量异号电荷，电荷量值均为Q,处在电场强度为E的匀强电场中，杆与电场线夹角a =60° ,若使杆沿顺时针转过60° (以杆上某一点为圆心转动),则下述说法正确的是(BD )ZZLZ£A. 静电力不做功，两电荷电势能不变QRLB. 静电力做的总功为',两电荷的电势能减小QELC. 静电力做的总功为-「，两电荷的电势能增加D. 静电力做的总功大小跟转轴位置无关解析:+Q所受静电力水平向右，-Q所受静电力水平向左，当杆沿顺时针方向转过60°时，静电力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都QEL减小，静电力做的总功为W二QEL1-C0S a）+QEL（1-C0S a）二〒，且静电力做的总功大小与转轴的位置无关；选项B,D正确.2. （2016 •山师大附中检测）如图所示，圆O所在的平面内有匀强电场存在,电场方向与圆面平行.一个带正电荷的微粒（不计重力）从图中A 点出发，以相同的初动能在圆内向各个方向运动，图中AB是圆的一条直径，/ BAC=30 ,已知只有当该微粒从图中C点处离开圆面时，动能才能达到最大值，则平面内的电场线方向为（C ）A. 沿A- B方向B. 沿A-C方向C. 沿》C方向D. 沿B-C方向解析：由W=ql可知，微粒由A射入到从C离开圆面时，动能最大，说明A,C两点的电势差最大，则C点为圆上电势最低的点，过C的切线为电势最低的等势面，故电场方向沿C—C方向,选项C正确.3. （2016 •徐州检测）如图所示，地面上方有匀强电场，取场中一点O 为圆心在竖直面内作半径R=0.1 m的圆,圆平面与电场方向平行.在C 点固定电荷量Q=5K 10-4 C的正点电荷,将质量为m=9 g,电荷量q= 2x 10-10 C 的带电小球放在圆周上的a点时，它恰好静止.若让带电小球从a点缓慢移至圆周最高点b时，外力需做多少功？解析：设匀强电场与竖直方向间夹角为a ,小球在a点时受力如图所示,由于小球恰好静止，应有qEcos a =mg,qEsin a =F,F=^_,代入数值得a =45° .因为a,b都在点电荷Q的电场的等势线上，所以小球从a-b时库仑力F 做功为零. 设所加外力做的功为W k,由动能定理得W外-mgR+qERcos a -qERsin a =0Qq整理得W k=k [, 代入数据得W外=9X 10-3 J.3答案:9 X10" JQq。
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电势差与电场强度的关系——练习题
1．如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（）
A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少
B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加
D．把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
2．如图2所示，电场中a、b、c三点，ab=bc，则把点电荷+q从a点经b移到c的过程中，电场力做功的大小关系有（）
A．Wab＞Wbc
B．Wab＝Wbc
C．Wab＜Wbc
D．无法比较
3.如图3所示，在真空中有两个等量正电荷Q1和Q2,分别置于a、b两点，dc为ab连线的中垂线,d为无穷远处,现将另一正电荷由c点沿cd移向d点的过程中，下述中正确的是（）A．q的电势能逐渐增大
B．q的电势能逐渐减小
C．q受到的电场力一直在减小
D．q受到的电场力先增大后减小
4.关于电势与电势能的说法，正确的是( )
Ａ.电荷在电势越高的地方，电势能也越大
Ｂ.电荷在电势越高的地方，它的电量越大，所具有的电势能也
越大
Ｃ.在正点电荷电场中的任一点处，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能Ｄ.在负点电荷电场中的任意点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能5．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么( )
A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
6．一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则( )
A．a、b两点场强一定相等
B．该点电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的
D．a、b两点的电势一定相等
7.如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为-10V，则（）A．B点的电势为0V
B．电场线方向从右向左
C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1
D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2
8.如图所示是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离为2 cm，A和P 点间距离为1.5 cm，则该电场的场强E和P点的电势φP分别为
二、填空题
9.如图所示，A、B两点相距10cm，E＝100V/m，AB与电场
线方向夹角θ＝120°，则AB两点间的电势差为．
10.平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图所示，两板间距离
是5cm，两板间的电压是60V．试问：
（1）两板间的场强是多大？
（2）电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5cm，P2点离
B板也是0.5cm，P1和P2两点间的电势差为多大？
（3）若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？
（4）若A板接地P1和P2两点的电势各是多少伏？
11.将带电量为6×10-6 Ｃ的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了3×10－５Ｊ的功，再将电荷从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5Ｊ的功，则A、C间的电势差为Ｖ，电荷从A点移到B点再从B点移到C点的过程中，电势能了
Ｊ.
12.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点．已知A、
B、C三点的电势分别为
V
V
V
C
B
A
3
,
3
,
15-
=
=
=ϕ
ϕ
ϕ
由此可得D点
的电势
=
D
ϕ
V
三、计算题
13．如图13，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，且CD＝4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做3.2×10－17J 的功，求：（1）匀强电场的场强；（2）A、B两点间的电势差；（3）若A板接地，D点电势为多少？
14.如图14所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C 点，质量为m，带电量为－q的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知q<<Q,AB=h,小球滑到
B点时速度大小为
gh
3。
求：(1)小球由A到B过程中电场力做的功．
(2)A、C两点的电势差．
答案：1-5：AD C BD CD CD 6-8: D ABC B
填空题：9题5v 10.① 1.2×103v/m ② 48v③φp1=54v φp2=6v ④φp1=-6v φp2=-54v 11. 3v 增加 1.8×10-5J 12. 9V 13（1）1×104v/m；（2）A、B两点间的电势差为U AB=-600V；（3）若A板接地，D点电势为200V 14，(1)mgh/2 (2)-mgh/2q。