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1、高二物理期末综合复习（特训专题+提升模拟）专题05 匀强电场强度和电势差的关系、电容器的动态分析特训专题特训内容专题1匀强电场强度和电势差的关系（1T12T）专题2电容器的动态分析（13T22T）【典例专练】一、匀强电场强度和电势差的关系1如图所示，在匀强电场中，A、位于边长的菱形的顶点上，匀强电场的方向平行于菱形所在的平面。已知A、的电势分别为、。则下列说法正确的是（）A点的电势B、间的电势差C该匀强电场的电场线垂直于连线，且指向D该匀强电场的场强大小为【答案】D【详解】A在匀强电场中，一组平行且相等的线段端点电势满足解得，A错误；B、间的电势差，B错误；C因为B、D两点电势相等，所以BD连
2、线为等势线，电场线与等势线垂直，并由高电势指向低电势，所以电场方向为垂直于连线，且指向A。C错误；D根据菱形的特点，两对角线垂直平分，故电场方向由C指向A，根据几何关系得AC长度为，根据场强公式得，D正确。故选D。2如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为1m，三角形所在的平面跟匀强电场平行。已知A、B、C三点的电势分别为6V、4V、2V，下列说法正确的是（）A匀强电场的方向垂直于AC边B匀强电场的电场强度大小为2V/mC等边三角形中心的电势为5VD将一个电子从A点沿直线移到B点，其电势能增加了2eV【答案】D【详解】A根据知匀强电场中，沿同一方向相等距离电势差相等，设AC中点为D
3、，D点的电势为则，BD为一条等势线，根据电场线与等势线垂直，且由高电势指向低电势，知AC连线为一条电场线，匀强电场方向垂直BD向下，如图所示故A错误；BAC间的电势差为匀强电场的电场强度大小为故B错误；C因为BD为一条等势线，等边三角形中线在BD上，则等边三角形中心的电势为4V，故C错误；D将一个电子从A点沿直线移到B点，电场力做功为电场力做负功，则电子的电势能增加了，故D正确。故选D。3如图所示，在匀强电场中，有边长为10cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场平行，O为三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为A=3V，B=5V，C=7V，下列说法中正确的是（）A匀强电场的场强为40V
4、/m，方向由A指向CB将一电子从A点沿直线移动到B点，克服电场力做功为2eVC将一质子（带电量为+e）从B移动到C点，则电势能增加3.210-19JD在三角形的外接圆的圆周上，电势最高的点的电势为9V【答案】C【详解】A由等势面和电场强度的关系可得，B点电势和AC中点D点的电势相等，故B、D连线为电势5V的等势线，场强垂直于等势线指向电势较低一侧，即由C指向A，如图所示由电场强度与电势差间的关系得，A错误；B将电子从A点移到B点电场力做功为，B错误；C将一质子（带电量为+e）从B移动到C点，电势能变化量为C正确；D沿着电场线方向电势降低，可知在三角形ABC外接圆的圆周上，电势最高的点是F点，可
5、得故F点的电势为，D错误。故选C。4空间存在匀强电场；场中A、B、C、D四个点恰好构成正四面体；如图所示。已知电场强度大小为E；方向平行于正四面体的底面ABC已知UAC=3V；UBC=3V；则C、D之间的电势差UCD为（）A2VB3VC-2VD-3V【答案】C【详解】根据电势差公式有 ，；UAC=3V，UBC=3V则A、B在同一等势面上，根据匀强电场的等势线与电场线相互垂直，则电场线如图所示过点D作DF垂直电场线，则；由几何关系可得联立解得所以C正确；ABD错误；故选C。5如图所示，匀强电场中的点A、B、C、D、E、F、G、H为立方体的8个顶点，已知A、B、C、F点的电势分别为-1V、1V、2
6、V、3V，则G、H两点的电势分别为（）A3V、-1VB4V、1VC4V、2VD3V、2V【答案】C【详解】在匀强电场中，沿着任意方向前进相同距离，电势差必定相等。则有代入数据，可得同理，有代入数据，可得故选C。6我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，、是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则（）A电势的大小为B场强的大小为C人从沿着圆弧走到会发生触电D间距离等于2倍间距离【答案】
7、B【详解】A高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，圆心处的电势最高，向外越来越低，电势的大小为，A错误；B场强看等势线的疏密，由图可知场强的大小为，B正确；C和在同一条等势线上，人从沿着圆弧走到不会发生触电，C错误；D的平均场强大于的平均场强，的电势差等于电势差的二倍，根据可以定性判断出间距离小于2倍间距离，D错误；故选B。7一种电场的某条电场线与轴重合，其场强大小与坐标的关系如图所示，下列说法正确的是（）A此电场是匀强电场B由图像可以直接看出场强大小随均匀减小C图像的斜率表示电场的电势D与之间的电势差等于阴影部分的面积【答案】D【详解】AB由题图可以看出关系图像是正比例函数图像，场强随均匀
8、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、之间的关系，图线与轴所围成的面积表示电势差，图像的斜率不能表示电场的电势，C错误；D梯形的面积表示与之间的电势差，由几何关系有，则梯形的面积等于梯形的面积，即阴影部分的面积，所以与之间的电势差等于阴影部分的面积，D正确。故选D。8有一匀强电场的方向平行于平面，平面内、四点的位置如图所示，、分别垂直于轴、轴，其中、三点电势分别为、，使一电荷量为的点电荷由点开始沿路线运动，则下列判断正确的是（）A坐标原点的电势为B电场强度的大小为C该点电荷在点的电势能为D该点电荷从点移到点过程中，克服电场力做功【答案】CD【详解】
9、A由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，故代入数据解得故A错误；B由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等可知，ab中点e电势为连接Oe则为等势面，如图所示根据几何关系可知，abOe，则ab为一条电场线，且方向由b指向a，电场强度为故B错误；C该点电荷在c点的电势能为故C正确；Dd点与b点电势相等，则该点电荷从a点移到d点电场中做功为即克服电场力做功，故D正确；故选CD。9如图所示，线段、是以O点为圆心，以为半径的圆上的三条直径，且知、；该圆所在平面内有一匀强电场，已知A、B、三点的电势分别为20V、24V、20V，则下列说法正确的是（）A该匀强电场的场
10、强B该匀强电场的场强C点的电势为24VD的电势差为36V【答案】AC【详解】AB由、两点的电势知O点电势为V，设电场强度方向与OA夹角为如图所示，则有、代入数据解得、选项A正确B错误；C匀强电场中线段端点电势之和为中点电势的2倍，可得点的电势为，选项C正确；D另有选项D错误。故选AC。10如图所示，在平面直角坐标系中有一等边三角形，O点位于坐标原点，与x轴重合，P点坐标为，A，B分别为的中点。坐标系处于匀强电场中，且电场方向与坐标平面平行，已知O点的电势为，A点的电势为，B点的电势为，则由此可判定（）A场强方向由A指向BBC点的电势为0C该匀强电场的电场强度大小为D该匀强电场的电场强度大小为【
11、答案】BD【详解】AB找OC的中点D，连接AD和BD，如图所示由几何知识的：ABOD，ABDC，且AB=OD=DC，故即则，由于故AD为等势线，根据电场线和等势线互相垂直且有高电势指向低电势，故场强方向应从O点向AD做垂线，垂足为E点，场强方向为OE方向，不是由A指向B，A错误，B正确；CD根据场强定义式故C错误，D正确。故选BD。11如图所示，、为匀强电场中一个边长为的正六边形的六个顶点，、三点电势分别为、，正六边形所在平面与电场线平行，则（）A点的电势与点的电势相等B与UCB相同C电场强度的大小为D电场强度大小为【答案】BC【详解】A已知正六边形所在平面与电场线平行，且A、C、D三点电势分
12、别为1.0V、2.0V、3.0V，延长DC且使DC=CG，连接BG，可知故A、B、G的电势相等为1V，C、F电势相等为2V，D、E电势相等为3V,所以E点的电势与C点的电势不等， A错误；B由于；故与相等，B正确；CD BC两点沿场强方向的距离为则有，C正确，D错误。故选BC。12匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB区域，如图所示，圆心角，半径，其中C、D、F将圆弧AB四等分。已知，以下说法正确的是（）ABC电场方向沿AO连线方向D场强大小为3V/m【答案】ABC【详解】AB连接AB、OC、OD、OE，交点分别为I、H、G，为等边三角形，、为等腰三角形，如图所示由几何关系可得AI=IG=G
13、B即I、G为AB的三等分点，由于匀强电场电势均匀变化，可得，故OF为电势3V的等势面，由几何关系可得DI连线垂直于OA，与OF平行，为电势6V的等势面，即，AB正确；C电场方向垂直于等势面指向电势较低一侧，故沿AO连线方向，C正确；D场强大小为，D错误。故选ABC。二、电容器的动态分析13在如图所示的电路中，P、Q为平行板电容器两个极板，G为静电计，开始时开关K闭合，静电计G的指针张开一定的角度。下列说法正确的是（）A保持开关K闭合，将P向左移动少许，G的指针张开的角度变大B保持开关K闭合，将P向下移动少许，G的指针张开的角度变小C断开开关K，将P向左移动少许，G的指针张开的角度变小D断开开关
14、K，在P、Q之间插入陶瓷板，G的指针张开的角度变小【答案】D【详解】A保持开关K闭合，电容器两端的电势差不变，与极板间距无关，则指针张角不变，故A错误；B保持开关K闭合，电容器两端的电势差不变，与极板正对面积无关，则指针张角不变，故B错误；C断开K后，电容器带电量不变，将P向左移动少许，则d增大，根据可知，电容减小，根据可知，电势差增大，指针张角增大，故C错误；D断开开关K，电容器带电量不变，在P、Q间插入陶瓷板，则增大，根据可知，电容增大，根据可知，电势差减小，则指针张角减小，故D正确。故选D。14如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，两个极板为A、B，B板接地，A板带电荷量+Q，板间电场有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，或将A板固定，B板上移一些，在这两种情况中，下列说法正确的是（）AA板下移时，P点的电场强度不变，P点的电势不变BA板下移时，P点的电场强度不变，P点的电势升高CB板上移时，P点的电场强度减小，P点的电势降低DB板上移时，P点的电场强度变大，P点的电势降低【答案】A【详解】ABA极板下移时，由题电容器两板所带电量不变，正对面积不变，A板下移时，根据；可推出可知，只改变板间距离d时，板间的电场强度不变，则P点的电场强度E不变P点与下板的距离不变，根据公式U=Ed，P点与下板的电势差不变，则P点的电势不变，B错误，A正确；
