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2025粤教版高中物理必修第三册
分层作业5　电势差及其与电场强度的关系
A组必备知识基础练
题组一　电势差
1.(多选)研究电场中某一问题时,下列物理量中与电势零点选取无关的是(　　)
A.电势差 B.电势
C.电势能 D.电场强度
2.电场中A、B两点的电势差UAB=10 V.将一电荷量q=+2×10-11 C的点电荷从B点移到A点,电场力做功为(　　)
A.2×10-12 J B.-2×10-12 J
C.5×10-11 J D.-2×10-10 J
3.如果在某电场中将电荷量为5.0×10-4 C的正电荷由A点移到B点,电场力做功2.0×10-3 J,该电荷仅受电场力,则(　　)
A.该电荷在B点的动能比在A点的动能小2.0×10-3 J
B.该电荷在B点的电势能比在A点的电势能大2.0×10-3 J
C.A、B两点间电势差为-4 V
D.若在A、B两点间移动一个电荷量为1.0×10-4 C的负电荷,此电荷将克服电场力做功4.0×10-4 J
题组二　电势差与电场强度的关系
4.(2024广东江门高二期中)某匀强电场的等势面分布如图所示,每相邻两等势面相距2 cm,该匀强电场的电场强度为E,则(　　)
A.E=10 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=10 V/m,水平向左
5.(2024江西高二阶段练习)a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个菱形的四个顶点.电场线与菱形所在平面平行.已知a点的电势为12 V,b点的电势为20 V,d点的电势为6 V,如图所示.由此可知c点的电势为(　　)
A.8 V B.24 V C.12 V D.14 V
6.(2024广东河源高二期末)如图甲所示,跨步电压触电是指人在高压输电线路附近,因双脚底形成电势差而引起的触电事故.某同学不慎靠近了一落地的高压电线,其两脚间形成的电势差与电流入地点之间的距离关系如图乙所示,下列说法正确的是 (　　)
A.为了安全,该同学应大踏步走向电流入地点
B.为了安全,该同学应大踏步远离电流入地点
C.若地面导电性能均匀,离电流入地点越远,电势降落得越快
D.若地面导电性能均匀,绕电流入地点做圆周运动,不会造成跨步电压触电
B组关键能力提升练
7.(2024广东东莞高二期末)如图甲所示,高大建筑物上通常都装有避雷针,雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象,使建筑物避免雷击.图乙是某次避雷针上方有带电云层时避雷针附近的电场线分布,电场线关于直线ac对称,且Lab=Lbc.下列说法正确的是 (　　)
A.接近建筑物的雷雨云带正电
B.因Lab=Lbc,所以ab间电势差Uab等于bc间电势差Ubc
C.c点的电场强度大于a点的电场强度
D.若将电子从图中d点由静止释放,它可能沿电场线运动
8.(多选)(2024广东中山高二阶段练习)如图所示,A、B两板间电压为600 V(可视为匀强电场),A板接地,B板带负电,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.A、B两板间电场强度E=2 000 V/m
B.C点电势φC=-200 V
C.电子在C点具有的电势能为-200 eV
D.电子在C点具有的电势能为200 eV
9.(2024广东汕头高二期中)近年来,纺织服装作为汕头“三新两特一大”产业中的特色产业之一,已经形成了完整的产业链,织布是其中重要的一环.现代纺纱织布采用的是静电技术,即利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷,在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺.如图为高压静电场分布的简图,下列说法正确的是(　　)
A.虚线可能是等势线
B.电场强度ECC.在C点静止释放一电子,它将在电场力作用下沿着虚线CD运动
D.负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能
10.如图甲所示,电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压.如图乙所示,若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场,其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部,O为电鲶身体的中点,lAO=lBO且lAB为鱼身长的一半,下列说法正确的是(　　)
A.A点电势高于B点电势
B.A点电场强度和B点电场强度相同
C.将正电荷由A点移动到O点,电场力做正功
D.若电鲶头尾部间产生400 V的电压时,AB间的电压为200 V
11.(多选)(2024广东广州高二阶段练习)在方向水平向左、大小E=100 V/m的匀强电场中,有相距d=2 cm的a、b两点,现将一电荷量为q=3×10-10 C的试探电荷由a点移至b点,该电荷的电势能变化量绝对值可能是(　　)
A.0 B.6×10-11 J
C.6×10-10 J D.6×10-8 J
C组核心素养拔高练
12.(2024广东深圳高二期中)如图所示,带有等量异种电荷、相距10 cm的平行板A和B之间有匀强电场,电场强度E=2×104 V/m,方向向下.电场中D点距A板2 cm,C点距B板3 cm.已知电子电荷量为1.6×10-19 C.
(1)求D、C两点间的电势差UDC,并说明哪一点电势高.
(2)如果把A板接地,求C点电势φC.
(3)把一个电子从D点移动到C点,电场力所做的功是多少
(4)如果使电子从D点先移到P点,再移到C点,电场力做的功是否会发生变化 做了多少功
分层作业5　电势差及其与电场强度的关系
1.AD　解析 电势和电势能都与电势零点选取有关,而电势差和电场强度与电势零点选取无关.故选A、D.
2.D　解析 根据电场力做功的计算公式可得,将点电荷从B点移到A点,电场力做功为W=qUBA,而UBA=-UAB=-10 V,代入数据解得W=-2×10-10 J,故选D.
3.D　解析 该电荷由A点移到B点,电场力做正功,动能增加,电势能减少,故A、B错误;A、B两点间电势差UAB==4 V,故C错误;在A、B两点间移动一个电荷量为1.0×10-4 C的负电荷,电场力做功W=q'UAB=-1.0×10-4×4 J=-4.0×10-4 J,故D正确.
4.C　解析 根据匀强电场电场强度的表达式可知该匀强电场电场强度的大小为E= V/m=100 V/m,电场强度的方向与等势面垂直,由高电势指向低电势,所以电场方向为水平向左.故选C.
5.D　解析 根据匀强电场电势差与电场强度的关系有φa-φb=φd-φc,代入数据解得φc=14 V,故选D.
6.D　解析 步幅越大,两脚之间的电势差越大,越容易造成跨步电压触电,故A、B错误;离电流入地点越远,电势变化的曲线斜率越小,故电势降落得越慢,故C错误;若地面导电性能均匀,则以电流入地点为圆心的圆周上各点均为等势点,绕电流入地点做圆周运动,不会造成跨步电压触电,故D正确.
7.A　解析 由电场线分布可知,接近建筑物的雷雨云带正电,A正确;电场线越密集则电场强度越大,c点的电场强度小于a点的电场强度,ab段的平均电场强度大于bc段的平均电场强度,根据U=Ed,又Lab=Lbc,所以ab间电势差Uab大于bc间电势差Ubc,B、C错误;d点处的电场线为曲线,则若将电子从图中d点由静止释放,它不可能沿电场线运动,D错误.
8.BD　解析 A、B两板间电场强度为E= V/m=5 000 V/m,故A错误;A板和C点间的电势差为UAC=Ed1=5 000×4×10-2 V=200 V,又UAC=φA-φC,A板接地,电势为零,则φA=0,φC=-200 V,故B正确;电子在C点具有的电势能为Ep=qφC=-1×(-200) eV=200 eV,故C错误,D正确.
9.D　解析 电极是等势体,其表面是等势面,根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线,故A错误;由电场线的疏密表示电场强度的大小可知EA10.B　解析 电鲶头部集中正电荷,尾部集中负电荷,电场线方向由B指向A,沿电场线方向电势降低,则B点电势高于A点电势,故A错误;根据等量异种点电荷的电场分布的对称性可知,A点和B点电场强度相同,故B正确;由于电场线方向由B指向A,所以正电荷的受力方向为由B指向A,正电荷由A点移动到O点时,电场力做负功,故C错误;根据等量异种点电荷的电场分布规律可知,A、B间的电场线比A点到鱼尾或B点到鱼头的电场线稀疏,则平均电场强度也较小,故A、B之间的电压小于200 V,故D错误.
11.ABC　解析 当a、b两点连线与电场线垂直时,电场力对电荷不做功,电荷的电势能变化量最小,为零,当a、b两点连线与电场线平行时,电场力做功的绝对值的最大值为Wmax=Uq=Edq=100×2×10-2×3×10-10 J=6×10-10 J,则电荷的电势能变化量绝对值的范围为0≤≤6×10-10 J,故选A、B、C.
12.解析 (1)D、C两点的距离为
d=10 cm-2 cm-3 cm=5 cm
D、C两点间的电势差
UDC=Ed=2×104×5×10-2 V=1 000 V
D点电势高于C点电势.
(2)在匀强电场中,根据公式U=Ed
可得UAC=EdAC=φA-φC
其中dAC=10 cm-3 cm=0.07 m
又φA=0
解得φC=-1 400 V.
(3)电子从D点移到C点,电场力做功
WDC=-eUDC=-1.6×10-16 J.
(4)电场力做功与路径无关,与初末位置有关,所以两个过程中电场力做功一样
WDC'=-eUDC=-1.6×10-16 J.
答案 (1)1 000 V　D点电势高于C点　(2)-1 400 V　(3)-1.6×10-16 J　(4)不会　-1.6×10-16 J
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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