2023届高考物理一轮总复习-电势差与电场强度的关系综合卷含解析

A.此电场是匀强电场

B.由图像可以直接看出场强大小随x均匀减小

C.图像的斜率表示电场的电势

D.士与々之间的电势差等于阴影部分的面积

4.如图所示，A、B、C、D.E、尸是匀强电场中一个边长为6cm的正六边形的六个顶点，该六边形所

在平面与电场线（图中没有画出）平行，已知A、C、E三点的电势分别为-3V、OV、3V,则下列说法正确

的是（）

A.通过CB和EF的直线为电场中的两条等势线

B.匀强电场的场强大小为200V/m

C.匀强电场的场强方向为由B指向。

D,将一个电子由。点移到A点，其电势能将增加4.8x点一叼

5.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°,若取8点

E

A.-10VB.10V

C.-5VD.5V

6.一静电场在x轴上各点的电场强度E随x的变化关系图象如图所示，场强方向与x轴平行，以尤轴正方

向为场强的正方向。一电荷量为的粒子从x=2x°点由静止释放，不计粒子的重力，下列说法正确的是

)

A.粒子经过与和-%两点时的加速度大小相等，方向相反

B.粒子将沿/轴在2%~-2%之间往复运动

C.原点。与%之间和%~-2%之间的电势差相等

D.粒子由x=2/运动到x=-2%的过程中电势能逐渐减小

7.如图所示，在匀强电场中，场强方向与△abc所在平面平行，acl.bc,Zabc=60,ac=0.2m。一个电荷

量g=lxl（）Tc的正电荷从a移到从电场力做功为零；同样的电荷从a移到c,电场力做功为一5乂10一打。则

该匀强电场的场强大小和方向分别为（）

B.500V/m、沿ac由a指向c

C.1000V/m,垂直必向上

D.1000V/m^沿出？由a指向6

二、多选题（共5题）

8.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.取无穷远的电势为0,下列

A.。点的电势最高

B.及点的电势最高

C.见和K两点的电势相等

D.XI和X3两点的电势相等

9.如图所示，48CDE尸是在匀强电场中画出的一个正六边形，该六边形所在平面与电场线（图中没有画出）

平行，已知正六边形的边长为2cm,将一电荷量为1.0X10—8C的正点电荷从B点移动到C点克服电场力做

功为2.0x108j,将该点电荷从8点移动到A点，电场力做的功为2.0x10-8j,设B点电势为零.由上述

信息通过计算能确定的是（）

DC

FA

A.电场强度的大小

B.过A点的等势线

C.匀强电场的场强方向为由C指向F

D.将该点电荷沿直线8F由B点移到F点动能的变化量

10.如图，在两等量异种点电荷连线上有E、F三点,且DE=EF。K、M、L分别为过。、E、F三点、

的等势面。一不计重力的带负电粒子，从4点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|卬闻表示该粒子从

〃点到方点电场力做功的数值，以IWM表示该粒子从匕点到C点电场力做功的数值，则（）

K\

.•

A.\Wuh\=\Whc\B.|Ww,|>|WM

C.粒子由a点到〃点，动能增大D.4点的电势较b点的电势高

11.如图，匀强电场中有一半径R为12.5cm的圆，圆心为O,电场线与圆所在的平面平行，"和M为圆

的两条直径两直径夹角为74。把电子从a点移到仄c两点，电场力所做的功分别为50eV、18eV,已知a

点的电势为2V,已知5出53。=0.8,cos53o=0.6.下列说法正确的是（）

C

2/74n0\

d

A.电子在c点的电势能比在b点的多32eVB.d点处的电势为70V

C.电场强度的大小为200V/mD.圆周上电势最高点的电势为50V

12.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内“、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为18V、

20V,26V,下列说法正确的是()

八y/cm

6巴...................................f

4一

2-

--------1--------1--------1-------也_

2468x/cm

A.坐标原点处的电势为12V

B.电场强度的大小为&V/CM

C.电子在。点的电势能比在6点的电势能高2eV

D.电子从人点运动到c点，克服电场力做功为6eV

三、解答题(共4题)

13.如图，在光滑绝缘的水平面上，有一静止在A点质量为机=lxl()-3kg、带正电片l(r'C的小球，现加

一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到8点，己知4、8两点间距离为乙=0.1m,电势差为U"=20V。

(1)求电场强度的方向和大小；

(2)求小球到达B点时的速率。

AR

14.如图所示，在匀强电场中的A、B、C三点构成一个直角三角形，N4=30。，斜边长4c=326cm。把

电荷量q=-2x](y“>C的负点电荷由4点移到8点，电场力做功4.8X10+J,再由B点移到C点，克服电场力

做功4.8xl(y8j。取2点的电势为零，求：

(1)A、C两点的电势；

(2)匀强电场的场强。

A

B

15.如图所示，平行板电容器两极板例，N分别带等量异种电荷，其中N板接地，现将电荷量片-5xl(T6C

的点电荷从A点移到M板，共克服电场力做功卬=lxl()3j,若把该点电荷从A点移到N板，电场力做正

功为5x104J,则

_________M

.A

+—N

(1)A点的电势？

(2)两极板间的电势差？

16.如图所示，平行线为方向未知的匀强电场的电场线，把电荷量为1.0x1073的负电荷从A点移到B点，

电场力做了2xl()wj的正功.已知A、B间的距离为2cm,A、B的连线与电场方向之间的夹角如图所示。

求：

(I)A、2两点间的电势差UAB.

(2)匀强电场的电场强度E的大小。

参考答案

1.C

【详解】

根据匀强电场电势差与场强的关系，有

Ug=Edg,4M,=ABxcos60°

联立，可得

%B=5V

故选C。

2.D

【详解】

在沿y轴方向，电场强度为

40

E=——V/m=-400V/m

y0.1

在沿x轴方向，电场强度为

45

£=-------V/m=-300V/m

*0.15

则电场的电场强度E大小为

E=4E；+E：=500V/m

方向与x轴负方向成53。，方向指向第三象限，故ABC错误，D正确。

故选D。

3.D

【详解】

AB.由题图可以看出E-x关系图像是正比例函数图像，场强E随x均匀增大，此电场并非匀强电场，AB

错误；

C.&虽然是匀强电场的表达式，但可推导非匀强电场的U、E、x之间的关系，E-x图线与8轴所

围成的面积表示电势差U,图像的斜率不能表示电场的电势，C错误；

D.梯形A3K/的面积表示七与七之间的电势差，由几何关系有△05C丝/kBOK,△04。丝△4Q7,则梯

形ABK7的面积等于梯形ABCD的面积，即阴影部分的面积，所以占与x?之间的电势差等于阴影部分的面

积，D正确。

故选D。

4.B

【详解】

AC.连接A、E两点,则其中点电势为0V,与C等势，C与该中点连线即为等势线，该连线与E。、AB

平行，故CB和EF不是等势线，因为B力和C/垂直，故8。为一条电场线，但电场线的方向是由高电势

指向低电势，则场强方向是。指向8,故AC错误；

B.场强大小为

E=^-=——产~J----------V=200V/m

d必2xV3xsin60xlO-

故B正确；

D.因等势线与匹、AB平行，则将一个电子由£＞点移到A点，电场力做负功为

-l9l9

W=eUDA=-1.6xl9x(3+3)J=-9.6x10J

所以电势能增加了9.6x10i«J,故D错误。

故选Bo

5.C

【详解】

匀强电场中，A、8两点的电势差可表示为

UZM=%-%=E/cos6°

其中

%=0,/=0.1m

解得

9L5V

故选Co

6.D

【详解】

A.由图像可知，N和-%两点的场强大小相等，方向相同，受到的电场力大小相等方向相同，粒子经过.%

和-七两点时的加速度大小相等，方向相同，A错误；

B.电场方向均沿x轴正方向，带负电的粒子受力沿x轴负方向，粒子始终沿x轴负方向加速，B错误：

C.E-x图线与x轴所围的面积表示电势差，原点。与々之间的电势差小于厮~2%之间的电势差，C错误；

D.粒子由x=2x0运动到x=-2x0的过程中，电场力做正功，电势能逐渐减小，D正确。

故选D。

7.A

【详解】

正电荷从“移到从电场力做功为零，则由电场力做功的特点可知，时两点电势相等，故时应为等势线；

因电场线与等势面相互垂直，故过c做功的垂线，一定是电场线；正电荷从a到c过程，由W=Uq可知，

4c两点的电势差

即。点电势低于C点的电势，故电场线垂直于必向下，农间沿电场线的距离

。1

d=6ft-cos60=0.2x—m=0.1m

2

由E=g可知，电场强度大小为

a

E=—V/m=500V/m

0.1

方向垂直ab向下

故选A»

8.AC

【详解】

AB.作出电场线，电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布；沿着电场线方向，电势降低，则。点电势最

高；故A项正确，B项错误；

E0E

<---------------------------------------->

C.电场强度的大小和方向都沿X轴对称分布，X1和5两点对称，则从。点到X!和从O点到-XI电势降落相

等，即和5两点的电势相等，故C项正确；

D.沿着电场线方向，电势降低，则。点到X3电势一直降低，所以制和X3两点的电势不相等，故D项错误.

9.AB

【详解】

AC.由题意可知，两点的电势差为

工一2.0X10；V=_2V

8

BCql.OxlO'

BA两点的电势差为

%=a^v=2v

BAq1.0x10-8

因8点电势为零，则吠=2V,外=-2V,可知A、C的中点电势为零,则8E为等势线，故场强方向由C指

向4,如图所示

根据

dcA

可确定场强的大小，A正确，C错误；

B.所有等势线相互平行，可确定过A点的等势线，B正确;

D.点电荷若沿直线从B到尸，必定受到外力作用，因运动的性质不确定，外力不能确定，故外力功不确

定，不能确定动能的变化，D错误。

故选ABo

10.BD

【详解】

A.带负电粒子做曲线运动，仅受电场力指向轨迹的凹侧，结合沿电场线方向电势降低可知电场线如图

他段电场线密集程度大于反,段，根据U=瓦/定性分析可知

则

I阉=|皿/>|%=“』

A错误，B正确；

C.粒子由a点到b点，速度沿曲线切线方向，电场力与速度方向夹角为钝角，粒子速度减小，动能减小，

C错误；

D.沿电场线方向电势降低，所以。点的电势较6点的电势高，D正确。

故选BD。

11.AC

【详解】

A.电子从a点移到c点，电场力所做的功为18eV,从a点移到6点电场力所做的功为50eV,则电子从c

点移到b点电场力做功为

卬=50eV-18eV=32eV

电场力做正功，电势能减少32eV,电子在c点的电势能比在b点多32eV,选项A正确；

B.根据

-e-e

〃点的电势为2V

乙=夕“_然

%=52V

同理可得

乳=20V

匀强电场中两线段。c〃曲，且“仁川，根据匀强电场的电场强度与电势差关系的推论得S0=。的，则%=34V,

选项B错误；

C.如图所示，

c20V

d

♦“，“一"=9

U曲(Pu-(Pb25

在而上找一点e,使

ae_9

ah25

=25cm

则

ae=9cm

根据比例可得e点电势也为20V,连接ce,则ce为一条等势线，三角形aOc为等腰三角形，两直径夹角

为74。，由几何关系得/cae=53。，因为"为直径，则三角形农力为直角三角形

ac=abcos53°=15cm

在三角形aec中根据余弦定理

ce=-7152+92-2xl5x9cos53°cm=12cm

根据正弦定理

sin53°_sinZ.aec

ceac

解得

Z«ec-90°

三角形aec是直角三角形，则ce,必，则电场强度方向沿加方向，。点所在的等势面与ce等势面的间距

为ae=9cm,两等势面电势差为U«=-18V,电场强度大小

TJ1Q

E=*=——V/m=200V/m

ae0.09

C正确；

D.因为电场强度方向沿加方向，所以圆周上%点电势最高，为52V,D错误。

故选ACo

12.ABC

【分析】

电势差等于电势之差即可确定原点处的电势；根据匀强电场的电场强度公式结合电势差与场强间距，即可

求解；根据电场力做功表达式亚=45从而确定电场力做功，同时也能确定电势能的变化情况.

【详解】

根据(pc-(pa=(pb-＜po,因a、b^c三点电势分别为＜pa=18V、＜pb=20V,＜pc=26V,解得原点处的电势为＜po=12V,

故A正确；

八y/cm

如图所示，将ac连线四等分，可以确定e点的电势为20V,则be即为等势线，电场线方向如图所示，根

据几何关系可得：d=0.06cos45o=0.03夜m＞则有：E==y/2V/cm故B正确；因

d0.03V2

Uab=5呻b=18-20=-2V,电子从a点到b点电场力做功为：W=qUab=2eV,因电场力做正功，则电势能减小,

那么电子在a点的电势能比在b点的高2eV,故C正确；同理，be间的电势差为：Ubc=q)b-＜pc=20-26=-6V,

电子从b点运动到c点，电场力做功为：W=qUbc=-ex-6V=6eV,故D错误；故选ABC.

【点睛】

本题主要是考查匀强电场中，电势之间的关系，掌握电场强度公式的应用以及几何关系的运用，并理解

W=qU中各量的正负值含义，注意在求解电功时各物理量要代入符号.

13.(l)200V/m,由A指向8；⑵片2am/s

【详解】

(1)带正电的小球加一水平方向的匀强电场使小球从静止由A点运动到B点，所以匀强电场的场强方向为由

A指向8,根据电势差与电场强度的关系得

UAB=EL=20V

解得

E=200V/m

(2)根据动能定理研究小球由4点运动到B点

qU=-mv2-0

*AlRi2

解得

v=2V10m/s

14.(1)-240V,-240V；(2)1000V/m,方向垂直于AC指向左上方

【详解】

(1)由电势差公式可得A、B间的电势差

^=V=^FV=-240V

B、C间的电势差

映=2例v=240V

BCq-2xlO10

又

U((

AB=PA-PB

UBC=%-

93=°

故

%=一240V

%=