10.2电势差同步练习高中物理人教版（新课标）必修三（有解析 ）

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10.2电势差同步练习高中物理人教版（新课标）必修三
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1.
如图所示，是一个点电荷电场的电场线箭头线和等势面虚线，A、B两等势面之间的电势差大小为，有一个带电荷量为的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，静电力做功为?
???
2·1·c·n·j·y
A.
B.
C.
D.
2.
某竖直平面区域内有水平方向的匀强电场，在电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)场中处于同一竖直平面内的A，B、C三点恰好构成边长为L的等边三角形，如图所示，D点是BC边的中点，、、、分别表示A，B、C、D对应位置的电势，一带电荷量绝对值为e的电子由A点分别运动到B点和C点时克服电场力做的功均为W，下列说法正确的是???
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A.
B，C、D位于同一等势面内，且
B.
匀强电场的场强方向由D指向A
C.
若在等边三角形中心放一正点电荷后，则有
D.
匀强电场的电场强度大小为【出处：21教育名师】
3.
下列说法中不正确的是
A.
在静电场中沿电场线方
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)向的各点电势一定不相等，场强大小一定不相等
B.
在静电场中沿电场线方向的各点电势一定降低，场强大小不一定相等
C.
在静电场中同一等势面上各点电势一定相等，场强大小不一定相等
D.
在静电场中，点电荷q沿任意路径从a点移至b点，只要a、b在同一等势面上，则电场力一定不做功【版权所有：21教育】
4.
如图所示，a、b是点电荷场中的两点，它们到点电荷的距离大小分别为、，且。若a、b两点间的电势差为，将的一正离子由b点移到a点的过程中，下列说法正确的是???
。
A.
做正功，电势能减少
B.
，电场力做负功，电势能增加
C.
，电场力做正功，电势能减少
D.
，电场力做负功，电势能增加
5.
如图所示，匀强电场电场强度大小为，，，则下列计算结果中正确的是
A.
a、b之间的电势差为
B.
a、c之间的电势差为
C.
将电荷量为的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做功为零
D.
将电荷量为的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功都是
6.
某匀强电场中有a、b、c三点构成边长为的等边三角形，一电子由a点沿着直线移到b点过程中，电场力始终不做功，由b点移到c点的过程中，电场力做1eV的正功，则
A.
该电场的电场强度方向
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)为垂直于ab指向c
B.
该电场的电场强度大小
C.
bc两点间电势差
D.
ab两点间电势差
7.
如图所示，两电荷量分别为
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)和的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方取无穷远处的电势为零下列说法正确的是
A.
b点电势为零，电场强度也为零
B
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?).
正的试探电荷在a点的电势能小于零
C.
将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功
D.
将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大
8.
图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子
A.
带负电
B.
在c点受力最大
C.
由a点到c点电势能先增加后减小
D.
由a点到b点的动能变化等于由b点到c点的动能变化
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9.
一个电量为q的正电荷，在电场中从a点移到b点，电场力对该点电荷做功W，那么a，b两点之间的电势差应等于
A.
W
B.
qW
C.
D.
10.
一带负电的粒子只在电场力作用下始终沿x轴正方向运动，其电势能随位移x的变化关系如图所示，则下列说法正确的是
A.
粒子从处的过程中电场力做负功
B.
、处电场强度的方向沿x轴正方向
C.
处的电场强度大小大于处的电场强度大小
D.
处的电势比处的电势低
二、填空题（本大题共4小题，共16.0分）
11.
把一个带电荷量为荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功，取无限远处电势为零点的电势__________?
求A、B两点的电势差_____
若把电荷量为的负电荷由A点移到B点，静电力做的功为________
12.
如图为某电场中的三个等势面，由图可知
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，各等势面之间的电势差分别为：_______V，_______V，_______V，_______V。
13.
A、B两点的电势差，A点的电势，则B点的电势_______V，B、A两点的电势差_______V。www.21-cn-jy.com
14.
将一个电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点的过程中，静电力做的功为。已知A点的电势为，则B点的电势为______
V。
三、简答题（本大题共3小题，共9.0分）
15.
如图所示，一个点电荷形成的电场中有a、
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)b两点。一个电荷量的试探电荷在b点所受静电力。现将该试探电荷从a点移到b点，静电力做功。求：
点电场强度的大小；
、b两点间的电势差。
16.
如图，回答以下问题：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
讨论A、B两点的电势差等物理量
、B哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势能比较大？
负电荷由B移动到A时，静电力做正功还是负功？
、B两点的电势差是正的还是负的？呢？
17.
如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中．已
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)知，，把一个的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为，求：该匀强电场的场强大小并在图中作出这个电场线至少画三条．
四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
18.
把一个带电荷量为点电荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功，取无限远处电势为零。
求A点的电势；??
求A、B两点的电势差；??
若把电荷量为的负电荷由A点移到B点，静电力做的功为多少??
19.
?如图所示，匀强电场的电场强度大小，方向水平向右，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离。将电荷量的正点电荷从A点移至B点。求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
电荷所受电场力F的大小及方向；
电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功及AB两点的电势差；
已知B点的电势，那么A点的电势是多少伏特？在A点放一个电荷量为的负点电荷，此电荷的电势能是多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
电场力做功与重力做功的特点类
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)似，只与始末位置有关，与路径无关，根据即可求得电场力的功。
本题考查的应用，要注意在处理电场力做功的问题时，经常与重力做功相对应，都与始末位置有关，并且都满足：做正功时势能减小，做负功时势能增加。
【解答】
解：由图可知，电场线的方向向外，所以A点的电势大于B点的电势，
所以AB之间的电势差为：
由电场力做功的公式有：，故B正确，ACD的错误。
故选B。??21cnjy.com
2.【答案】D
【解析】
【分析】
由题意确定BC为一t等势线，而
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)后根据电场力对电子的做功情况判断出电场强度方向、AB两点电势的关系；根据电势的叠加原理判断在三角形中心放入电荷后DC两点电势关系；根据电势差与场强的关系结合电场力做功公式求出电场强度。
解决本题的关键掌握电势差与电场强度的关系，注意d是沿电场线方向上的距离，以及知道电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势。
【解答】
电子由A点分别运动到B点和C点时克服电场力做的功相等，故，直线BC位于同一等势面内，即，过A点作BC的垂线交BC于D点，则AD是一条电场线，电子由A点运动到B点时，克服电场力做功，故匀强电场的方向由A点指向D点，则，故AB错误；
C.若在等边三角形中心放入一正点电荷，此正点电荷在D点所产生的电势高于在C点所产生的电势，由电势的叠加知，C错误；
D.电子由A点运动到B点或D点电场力对电子做功，有，且，解得，D正确。
故选D。??
3.【答案】A
【解析】
【分析】
借助电场线可以形象直观表示电场的特
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低，结合等势面的特点进行分析。
【解答】
据电场线的特点知，沿电场线的方向电势越来越低，但电场线的疏密程度反映场强强弱，所以场强大小可能相等，也可能不相等，故A错误，B正确；
C.电场中同一等势面上各点电势一定相等，但电场强度大小和方向都不一定相同，故C正确；
D.据电场力做功可知，只要只要a、b在同一等势面上，电场力做功为零，即电场力一定不做功，故D正确。
本题选择不正确的，故选A。??
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了电势差的定义和电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)场力做功的计算，注意在电势差和电场力做功中的符号，电势差的正负表示电势的高低，电场力做功的正负表示力对电荷运动的促进或者阻碍作用。
根据电势差的定义判断电势的高低，根据电场力做功计算电场力做功，根据电场力做功和电势能的关系分析电势能的变化。
【解答】
在点电荷产生的电场中，它的等势面是以为球心、半径不同的球面，顺着电场线方向电势降低，已知a、b两点到点电荷的距离，可以判定a点电势高于b点电势，即；将的正离子由b点移到a点的过程中，电场力做功?J，电场力做负功，故电势能增加，D项正确，ABC错误。
故选D。??21·cn·jy·com
5.【答案】C
【解析】
【分析】
根据匀强电场中电势差与场强的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)关系式，d是电场线方向两点间的距离，求解两点间的电势差。根据公式求解电场力做功。
电场力做功与重力做功相似，只与电荷初末位置有关，与路径无关。
【解答】
A.根据，可得a、b之间的电势差为：，故A错误；
B.b、c在同一等势面上，故a、c之间的电势差为：，故B错误；
C.将电荷量为的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，初、末位置相同，则电场力做功为零，故C正确；
D.将电荷量为的点电荷abc或adc从a移动到c，电场力做功相等，电场力做功均为：，故D错误。
故选C。??
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本题是对匀强电场的考查，解题时要知道，电子在电场中受到的电场力与场强方向相反，电场力对电荷做正功，电势能减小，在匀强电场中，在等势面上移动电荷电场力不做功，沿电场线方向电势降低，由，可求两点间的电势差，据此解答即可；
解题的关键时要知道公式中，d为沿电场线两点间的距离，负电荷逆着电场线方向运动，电场力做做正功，公式必须带正符号运算。
【解答】
?由题意电子由a点沿着直线移到b点过程中，电场力始终不做功可知，ab为等势线，由几何关系可知，电场的方向垂直于ab背向c，故A错误；
由可知：，设三角形的边长为a，则有：，故B错误C正确；
D.由可知，，故D错误。
故选：C。??
7.【答案】C
【解析】
【分析】
两个等量异种电荷连线的垂直平分
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)线是一条等势线。电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向。根据等势面和电场线分布情况，分析电势和场强的关系。
对于等量异种电荷和等量同种电荷连线和垂直平分线的特点要掌握，抓住电场线和等势面的对称性进行记忆。
【解答】
A.结合等量异种点电荷的电场的特点可知，两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线。电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向，所以B点的电势等于0，而电场强度不等于0，故A错误；
B.由图，两个点电荷在a点产生的电场强度的方向都向右，所以合场强的方向一定向右，则正电荷在a点受到的电场力的方向向右；正电荷从a向O运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，而O点的电势等于0，所以正的试探电荷在a点的电势能大于零，故B错误；
C.正电荷从a向O运动的过程中，电场力做正功，电势能减小．所以将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功；故C正确；
D.两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以O、b两点的电势是相等的，将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，二者电势能的变化相等，故D错误。
故选C。??
8.【答案】C
【解析】
【分析】
电场线与等势面垂直，电场
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
本题中点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，掌握电场线和等势面的特点，即可解决本题，属于基础题目。
【解答】
A.根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在的过程中，一直受静电斥力作用，根据同性电荷相互排斥，故粒子带正电荷，故A错误；
B.点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，粒子在C点受到的电场力最小，故B错误；
C.粒子由a到c，电场力先做负功再做正功，根据功能关系可知粒子由a点到c点电势能先增加后减小，故C正确；
D.a点到b点和b点到c点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，故a到b相比b到c电场力更大，电场力做功多，由动能定理，动能变化也大，故D错误。
故选C。??www-2-1-cnjy-com
9.【答案】C
【解析】
【分析】
根据电势差的定义式直接可以求解。
本题考察电势差的定义式，是基础知识的考查，容易判断正确选项。
【解答】
电势差是电荷从电场中的一点移动到另一点时，电场力所做的功W与电荷量q的比值，所以选项C正确，选项
ABD错误。21
cnjy
com
故选C。
??
10.【答案】D
【解析】
【分析】
根据电势能与电场力做功的关
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)系：假设电场力恒定，可得：，可知图象的斜率的绝对值表示电场力的大小，所以根据斜率的变化判断电场力的变化，从而可知电场强度的变化情况；分析带电粒子的电性与电势能的大小可知电势的高低。
本题考察电场力做功问题，关键在于识图，知道图线的斜率表示电场力，根据电场力大小判断电场强度，根据电场力做功情况判断电势情况。
【解答】
A.粒子从处运动到处的过程中，电势能减少，可知电场力做正功，故A错误；
B.电场力做正功，说明粒子所受电场力方向沿x轴正方向，又粒子带负电，可知电场强度沿x轴负方向，故B错误；
C.由分析可知，图线的斜率的绝对值表示电场力的大小，处的斜率绝对值小于处，故处的电场力大小小于处的电场力大小，故处的场强大小小于处的场强大小，故C错误；
D.根据可知，题中q为负，为正，故为负，且越小，越大，故而处的电势比处的电势低，故D正确。
故选D。??
11.【答案】；；?。
【解析】
【分析】
本题关键是根据功能关系得到电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)场力做功与电势能变化的关系，然后列式求解出电场中各个点的电势能，最后根据电势的定义式求解各个点的电势，最后根据电场力做功与电势差关系公式求解电场力做的功。
根据电场力做功与电势能变化的关系公式求出电荷在电场中各个点的电势能，再根据电势的定义式得到各个点的电势；最后根据电场力做功与电势差关系公式求解电场力做的功。
【解答】
无穷远处某点O的电势为零，根据电场力做功与电势能变化的关系公式，有?
无穷远处电势能为零，即?
故
E?
根据电势的定义式，有
即A点的电势为400V
同理可得，
故A、B间的电势差为：
即A、B点的电势差为300V
根据电场力做功与电势差关系公式，有
即把的负电荷由A点移到B点电场力做的功
故答案为：；；?。??
12.【答案】6?
6?
?
0
【解析】
【分析】
根据电势差定义计算即可，注意AB在同一等势面上。
正确理解等势面的意义，掌握电势差的概念是解题的关键。
【解答】
；
；
；
AB位于同一等势面上，故。
故填6；6；；0。
??
13.【答案】?
【解析】
【分析】
本题为一道基础题，根据电势差的定义计算即可。
解答时，要注意理解电势差的意义。
【解答】
解：
；
。
故填；。
??
14.【答案】4
【解析】解：根据，AB间的电势差；
再根据可知，B点的电势。
故答案为：4。
由得，再根据知B点的电势。
本题考查电场力做功以及电势差和电势间的关系，同时电势体现电场能的一种性质，在利用计算时要注意各物理量均要代入正负。
15.【答案】解：点电场强度为：
、b两点间的电势差为：
答：点电场强度的大小为。
、b两点间的电势差为40V。
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【解析】根据电场强度的定义式，求解A点电场
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)强度的大小；根据公式求解a、b两点间的电势差。
对于公式应用时，一般各量要代入符号计算，而，一般不代入符号计算。场强和电场力的方向单独判断。
16.【答案】解：因为沿电场线方向
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电势降低，所以B点的电势比A的高。又因为负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在A点的电势能比B点的大。
负电荷由B移动到A时，随着电势降低则电势能增加，所以静电力做负功。
因为B点的电势比A的高，所以A、B两点的电势差是负的，是正的。
【解析】根据顺着电场线方向电势降低
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，判断电势的高低．由电势能公式，判断电势能的大小。
根据电势能的大小，判断静电力做功的正负。
根据电势差等于电势之差，分析电势的正负。
根据电场线方向判断电势高低、确定电势能的关系是应具备的基本功，并要知道
17.【答案】??
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【解析】
【分析】
根据一个电荷从A移到B，电场力做功为零，可知，A与B电势相等；根据电荷从B移到C，电场力做功为，由电势差的公式求出BC间的电势差；由求场强大小，根据等势线与电场线垂直，作出电场线。
本题主要考查电场强度与电势差的关系，关键是根据几何关系表示出d。
【解答】
由题，?C的正电荷
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)从A移到B，电场力做功为零，则A与B电势相等，AB连线是一条等势线，BC间电势差为：；改匀强电场的场强大小为：，
电场线方向垂直AB向下如图：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
故答案为：??
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
??
18.【答案】解：
得到：
同
故A、B间的电势差为：
根据电场力做功与电势差关系公式，有
【解析】本题关键是根据功能关系得到电场
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)力做功与电势能变化的关系，然后列式求解出电场中各个点的电势能，最后根据电势的定义式求解各个点的电势，最后根据电场力做功与电势差关系公式求解电场力做的功。
19.【答案】解：电场力F的大小为：
正电荷的受力方向与场强方向相同，故力的方向向右；
正电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功为：，
AB两点间的电势差为：；
根据电势差定义式：，可得，
在A点放一个电荷量为的负点电荷，则有：。
【解析】该题主要考查电场力及做功
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)、电势差、电势等相关知识。熟知电场力、电势差、电势等相关概念和公式是解决本题的关键。
根据电场力公式可求电场力大小，正电荷的受力方向与场强方向相同，故力的方向向右；
根据公式可求电场力做功，由可求电势差；
根据电势差定义式可得，电势反应电场本身的能的性质，与有无试探电荷无关，则A电势不变，根据可求电势能。
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精品试卷·第
2
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（共
2
页）
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