1.5电势 电势差 课时检测（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
1.5电势 电势差 课时检测（解析版）
1．某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒（重力不计）的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，C点与B点关于放电极对称．下列说法正确的是（　　）
A．A点电势低于B点电势
B．A点电场强度小于C点电场强度
C．烟尘颗粒在A点的动能大于在B点的动能
D．烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能
2．关于静电场，下列说法中正确的是（ ）
A．沿电场线方向电势降低
B．电势为零的地方，电场强度也一定为零
C．电场强度和电势都是描述电场性质的物理量，它们都是矢量
D．电荷在等势面上由一点移至另一点电场力会做功
3．空间P、Q两点处固定等量异种点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，设无穷远处电势为0，则（　　）
A．c点的电势大于0
B．a点和b点的电场强度相同
C．b点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a点移动到c点电势能增加
4．在真空中某区域有一电场，电场中有一点O，经过O点的一条直线上有P、M、N三点，到O点的距离分别为r0、r1、r2，直线上各点的电势φ分布如图所示，r表示该直线上某点到O点的距离，下列说法中正确的是(　　)
A．O、P两点间电势不变，O、P间场强不一定为零
B．M点的电势低于N点的电势
C．M点的电场强度大小小于N点的电场强度大小
D．在将正电荷沿该直线从M移到N的过程中，电场力做负功
5．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Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定(　　)
A．Ea＝Eb＝Ec B．Ea>Eb>Ec
C．φa>φb>φc D．φa＝φb＝φc
6．关于静电场的场强与电势，下列说法正确的是（ ）
A．电势为零的地方，场强一定为零
B．电场强度为零的地方，电势也一定为零
C．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
D．电场强度大的地方电势一定高
7．如图所示，水平放置的平行板电容器的两板间有一竖直向上的匀强电场，下板接地，两板间距离为10cm，A点距下板3cm，B点距上板3cm．质量m=0．01kg、电荷量为+10-3C的小球能够在A点保持静止．现将小球移到匀强电场之外．下列说法正确的是（ ）
A．上板的电势比下板高10V
B．A点的电势为3V
C．电荷量为-10-3C的带负电的点电荷在A点的电势能为3×10-3J
D．将电荷量为-10-3C的带负电的点电荷从A点移到B点，电场力对该点电荷做功4×10-3J
8．反天刀鱼是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布若电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，反天刀鱼周围的电场线分布如图所示，A、B、C均为电场中的点，下列说法正确的是（　　）
A．反天刀鱼周围的电场类似于等量同种点电荷形成的电场
B．A点的电场强度大于B点的电场强度
C．试探电荷在A点受到的电场力方向一定水平向右
D．C点的电势小于A点的电势
9．已知一个无限大的金属板与一个点电荷之间的空间电场分布与等量异种电荷之间的电场分布类似，即金属板表面各处的电场强度方向与板面垂直．如图所示，MN为很大的不带电的金属平板，且与大地连接．现将一个电荷量为Q的正点电荷置于板的右侧，图中a、b、c、d是以正点电荷Q为圆心的圆上的四个点，四点的连线构成一内接正方形，其中ab连线与金属板垂直．则下列说法正确的是
A．a点电场强度与d点电场强度相同
B．ab点间电势差等于dc点间电势差
C．将一正试探电荷沿直线ab从a点移到b点的过程中，试探电荷电势能始终减小
D．将一正试探电荷沿圆弧ad从a点移到d点的过程中，试探电荷电势能始终保持不变
10．一个电子在电场中的A点具有80 eV的电势能，当它由A点运动到B点时克服静电力做功30 eV，则
A．电子在B点时的电势能是50 eV
B．电子的电势能增加30 eV
C．B点电势比A点高110 eV
D．B点电势比A点低110 eV
11．如图是两个等量异种电荷形成的电场，AB为中垂线上两点，CD为两电荷连线上两点，且A、B、C、D与O点间距离相等，则　　
A．A、B、C、D 四点场强相同
B．C点电势比D点电势低
C．正电荷从A运动到B，电场力不做功
D．正电荷从C运动到D，电势能增加
12．如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平．电荷量为-q的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动．图中PB⊥AC，B是AC的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响．则在Q形成的电场中( )
A．A点的电势高于B点的电势
B．B点的电场强度大小是A点的2倍
C．小球从A到C的过程中电势能先减小后增大
D．小球从A到C的过程中重力势能减少量大于动能增加量
13．如图所示，一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷．一光滑细杆从圆心垂直圆环平面穿过圆环，杆上套有带正电的小球，现使小球从a点由静止释放，并开始计时，后经过b、c两点，运动过程中的v-t图 如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
A．带电圆环在圆心处产生的场强为零
B．a点场强大于b点场强
C．电势差
D．小球由b到c的过程中平均速度大于0．55m/s
14．如图所示，虚线A、B、C表示某电场中的三个等势面，相邻等势面间的电 势差相等．一电子从右侧垂直等势面C向左进入电场，运动轨迹与等势面分别相交于a、b、c三点，则可以判断
A．电子由右向左加速度变大
B．三个等势面的电势大小为
C．电子由a到b电场力做功大于b到c电场力做功
D．电子由a到c过程中电势能不断增大
15．如图所示，图中实线表示一匀强电场的等势面，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是(　　)
A．电场线方向向右
B．粒子一定从a点运动到b点
C．a点电势比b点电势高
D．粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
16．如图所示平行金属板A、B之间有匀强电场，A、B间电压为600 V，A板带正电并接地，A、B两板间距为12 cm，C点离A板4 cm.求：
(1)C点的电势；
(2)若将一电子从场外移到C点，电场力做多少功？做正功还是做负功？
17．如图所示，A、B、C、D为一匀强电场中的四个点。将的正电荷从A点移到B点，静电力做功；将该电荷从B点移到C点，电势能增加了。设A点电势为0，求：
（1）A、B两点间的电势差UAB，B、C两点间的电势差UBC；
（2）C点的电势φC。
参考答案
1．A
【详解】
A．由沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，故A正确；
B．由图可知，A点电场线比C点密集，因此A点的场强大于C点场强，故B错误；
C．烟尘颗粒带负电，从A到B的过程中，电场力做正功，动能增加，烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能，故C错误；
D．烟尘颗粒带负电，从A到B的过程中，电场力做正功，电势能减小，烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能，故D错误．
2．A
【详解】
A、电场线的切线方向表示电场强度的方向，故沿电场线方向电势一定降低，A正确；
B、静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，故B错误；
C、电场强度和电势都是描述电场性质的物理量，电场强度是矢量，电势是标量，故C错误；
D、根据公式W=qU，电荷在等势面上由一点移至另一点电场力不做功，故D错误；
故选A．
3．D
【详解】
A．Q点处为正电荷，P点处为负电荷，两电荷连线的中垂线为电势为零的等势面，故c点的电势小于0，A错误；
B．由对称性可知，a点和b点的电场强度大小相等，方向不同，B错误；
C．左侧电势高于零，右侧电势低于零，故b点的电势高于d点的电势，C错误；
D．a点的电势高于c点的电势，由
可知，负电荷在a点电势能较小，即负电荷从a点移动到c点电势能增加，D正确。
故选D。
4．A
【分析】
根据直线上各点的电势φ分布图直接判断M点和N点电势高低．图象斜率大小等于场强．沿电场线方向电势逐渐降低．根据电场力方向和运动方向关系判断电场力做功情况
【详解】
O、P两点间的各点电势不变，各点间电势差为零，移动电荷时电场力不做功，O、P间场强不一定为零，选项A正确；由图象可知，M点的电势高于N点的电势，故B错误；电势变化越快的地方场强越大，根据图线斜率可以得出，M点的电场强度大于N点的电场强度，故C错误；正电荷沿直线从M点移到N点的过程中电势降低，电势能减小，电场力做正功，故D错误；故选A．
【点睛】
解决该题要掌握根据电势高低判断电场方向，根据电场力和速度方向判断做功情况．本题也根据场强公式E=U/d 分析得出图象斜率大小等于场强，判断场强的关系.
5．C
【详解】
电场线的疏密反应场强的大小，但是一条电场线不能判断疏密，则三点的场强大小不能确定，选项AB错误；顺着电场线电势逐渐降低，可知φa>φb>φc，选项C正确，D错误；故选C.
6．C
【详解】
A. 电势为零的点可以任意选取．电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零时，电场强度不一定为零，故A错误，B错误；
C. 沿着电场线的方向电势逐渐降低，而且电场强度总是指向该点电势降落最快的方向．故C正确．
D. 电场强度与电势没有直接关系，电场强度大的地方电势不一定高，故D错误．
故选C
【点睛】
电势为零的点可以任意选取．电场强度与电势没有直接关系；电场强度的方向与等势面垂直，电场强度的方向是电势降低最快的方向；根据这些知识进行解答．
7．C
【详解】
试题分析：电场方向向上，即下极板电势高，A错误；小球在A点受力平衡，，解得，所以两极板间的电势差，由于下极板接地，电势为零，故A点电势为，电荷量为-10-3C的带负电的点电荷在A点的电势能为，C正确；，所以将电荷量为-10-3C的带负电的点电荷从A点移到B点，电场力对该点电荷做功，D错误；
考点：考查了电场力做功
【名师点睛】在用公式，计算时一定要注意代入物理量的正负，
8．B
【详解】
A．反天刀鱼周围的电场类似于等量异种点电荷形成的电场，选项A错误；
B．电场线的疏密反映场强的大小，则A点的电场强度大于B点的电场强度，选项B正确；
C．A点的场强方向向右，则正的试探电荷在A点受到的电场力方向一定水平向右，选项C错误；
D．沿电场线电势降低可知，C点的电势大于A点的电势，选项D错误。
故选B。
9．B
【分析】
先画出电场线：电场线从正电荷出发，终止于负电荷，根据电场线的疏密分析电场强度的大小．根据对称性分析a点与d点的电势关系，根据电场力方向与位移方向的夹角分析电场力做功情况，来分析电势能的变化．
【详解】
画出电场线如图所示：
根据对称性知，a、d两点的电场强度大小相同，方向不同，所以电场强度不同，故A错误．由对称性知，a点电势等于d点电势，b点电势等于c点电势，则ab点间电势差等于dc点间电势差，故B正确．将一正试探电荷沿直线ab从a点移到b点的过程中，电场力先做负功，后做正功，试探电荷电势能先增加后减小，选项C错误；从a到ad中点的过程中，正电荷受的电场力方向与位移方向夹角大于90°，电场力做负功，从ad中点到d点的过程中，电场力方向与位移方向夹角小于90°，电场力做正功，所以正电荷的电势能先增大后减小，故D错误．故选B．
【点睛】
本题涉及电场强度和电势高低的判断，电场强度是矢量，合成遵循平行四边形定则；电势是标量，合成遵循代数法则．
10．B
【详解】
电子由A点运动到B点时克服静电力做功30eV，则电子的电势能增加了30eV，电子在A点具有80eV的电势能，则电子在B处的电势能是 EpB=80eV+30eV=110eV．故A错误，B正确．静电力做功为 WAB=-30eV，电子的电荷量为q=-e，则AB间的电势差为 ，可知，A点的电势比B点的电势高30V，因此，B点电势比A点电势低30V，故CD错误．故选B.
11．C
【详解】
两个等量异种点电荷形成的电场，两个电荷的连线上下的电场是对称的，AO=BO，那么A、B两点的场强就是相等的，小于O处的场强．由于C、D两处电场线比O处密，则C、D两处的场强比O处大，故A错误；电场线从正电荷出发到负电荷终止，而顺着电场线方向电势降低，则知C点电势比D点电势高，故B错误．AB为中垂线，是一条等势线，其上各点的电势都相等，AB之间的电势差为0，则正电荷从A运动到B，电场力不做功，故C正确；正电荷从C运动到D，电场力从C指向D，电场力做正功，电势能减小，故D错误．故选C．
【点睛】
此题关键是知道两个等量异种点电荷形成的电场，电场线分布具有对称性，电场线越密，场强越大．中垂线上所有点的电场强度的方向都相同且与之垂直；该中垂线是一条等势线，所有点的电势都相等．
12．C
【详解】
A．正点电荷的电场线是发散型的，沿着电场线方向电势降低，因此A点的电势低于B点的电势，故A错误；
B．结合几何关系：PA=2PB，由点电荷电场强度公式，可知B点的电场强度大小是A点的4倍，故B错误；
C．根据电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加，可知：小球带负电，从A到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增大；故C正确；
D．球从A到C的过程中，电势能不变，那么重力势能减少量等于动能增加量，故D错误；
故选C.
13．ACD
【详解】
A、根据电场的叠加原理和对称性可知，带电圆环在圆心处产生的场强为零，A正确；
B、由乙图知，小球在a处的加速度小于b处加速度，由知，a点场强小于b点场强，B错误；
C、根据动能定理得：
，可得，C正确；
D、小球由b到c的过程中做非匀加速运动，位移大于匀加速运动的位移，
所以平均速度大于，D正确；
故选ACD．
14．AD
【详解】
A. 等差等势面越密集的区域电场强度越大，故电子由右向左过程，电场力变大，加速度变大，故A正确；
B. 电场强度方向与等势面垂直，电场力指向曲线轨迹的内侧，故电场力向右侧，电场线向左侧，而沿着电场线电势降低，故φC>φB>φA，故B错误；
C. 因为相邻等势面间的电势差相等，即，由知，电子由a到b电场力做的功等于由b到c电场力做的功，故C错误；
D. 电子由a到c过程中不断克服电场力做功，故电势能不断增大，故D正确；
综上所述本题答案是：AD
15．ACD
【详解】
A. 由曲线运动的知识可知：带电粒子所受的电场力向左，由于粒子带负电所以电场线的方向向右，故A正确；
B. 由上可知，由于粒子的运动方向不知，所以可能是从a到b，也可能是从b到a.故B错误；
C. 由于粒子带负电所以电场线的方向向右，所以a点电势比b点电势高．故C正确；
D. 带电粒子从a到b点过程中，电场力做负功，电荷的电势能增大，粒子在a点的电势能小于在b点的电势能．故D正确；
故选ACD
点睛：由运动的轨迹与等势线确定出受力方向，根据力的方向与速度方向的夹角确定电场力做功的正负，从而判断出能量的大小关系．
16．(1)－200 V　(2)－200 eV；做负功
【详解】
(1)板间场强为
已知A板与C点间的距离为d′＝0.04 m，则UAC＝Ed′＝5×103×0.04 V＝200 V.
因为A板接地，φA＝0，且沿电场方向电势降低，所以可得φC＝－200 V.
(2)“场外”可理解为离电场无穷远，此处电势也为零.
由W＝qU可得将电子从场外移到C点，电场力做的功为
W＝e(0－φC)＝－1.6×10－19×200 J＝－200 eV.负号说明电场力做的是负功.
点睛：本题考查了求电势、电场力的功，知道匀强电场场强与电势差的关系、知道电势差的定义式、应用电功公式即可正确解题．
17．（1）4V，；（2）
【详解】
（1）A、B两点间的电势差
将该电荷从B点移到C点，电势能增加了
则电场力做功
B、C两点间的电势差
（2）设A点电势为0，根据
得B点的电势
根据
解得C点的电势