2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册2.2 电势与等势面 同步练习 (Word版含答案)

2.2 电势与等势面
一、单选题
1．如图所示的四个电场的电场线，其中A和C图中小圆圈表示一个点电荷，A图中虚线是一个圆，B图中几条直线间距相等互相平行。则在图中M、N两点电场强度不相同且电势相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确是（　　）
A．电势，场强
B．电势，场强
C．将电荷从A点移到B点电场力做了负功
D．将电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
3．某静电场沿x方向的电势分布如图所示，下列关于0-x2之间沿x方向的电场强度描述正确的是（规定电场沿x正方向时电场强度取正值）（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有一正方形ABCD，其对角线AC与两点电荷的连线重合，两对角线的交点位于两点电荷连线的中点O。下列说法中不正确的有（　　）
A．A、B两点的电场强度方向相同
B．B、D两点的电势相同
C．质子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做正功
D．电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电势能先增大后减小
5．如图所示，匀强电场中有一平行于电场方向的正六边形，边长为0.2m。电荷量的电荷在外力作用下从A点移动到C点，克服电场力做功2J，从C点移动到D点，其电势能增加了2J。下列说法正确的是（　　）
A．电场的方向沿方向 B．两点在同一等势面上
C．的电势差为 D．把该电荷从C点移至Ｆ点电场力做功4J
6．电场线与等势面如图所示，下面说法正确的是（　　）
A．A点的电场强度比B点的小
B．A点的电势比B点的高
C．检验电荷－q在A点的电势能比在B点的大
D．将检验电荷－q从A点移到B点的过程中，电场力做负功
7．某电场区域的电场线如图，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是（　　）
A．负试探电荷在a、b两点受到的电场力大小关系是
B．a、b两点的电势关系
C．正试探电荷在a、b两点的电势能关系是
D．该电场可能是一个正的场源电荷产生的电场
8．某种海鱼能在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．海鱼的头部带正电，A点的电势比B点的电势高
B．海鱼的头部带正电，A点的电势比B点的电势低
C．海鱼的头部带负电，A点的电势比B点的电势高
D．海鱼的头部带负电，A点的电势比B点的电势低
9．图中虚线 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面上的电势为 。一个粒子（氦核）垂直等势面进入电场，经过面时的动能为 ，从到的过程中克服电场力所做的功为。下列说法正确的是（　　）
A．平面上的电势为
B．该粒子经过平面 时，其电势能为
C．该粒子可能到达平面
D．该 粒子经过平面时的速率是经过时的倍
10．在点电荷 Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（　　）
A． B．
C． D．
11．某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为和，电势分别为和，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
12．如图四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中说法错误的是（　　）
A．图1中a、b两点电场强度不同，电势相等
B．图2中a、b两点电场强度相同，电势相等
C．图3中a、b两点电场强度相同，电势不等
D．图4中a、b两点电场强度相同，电势不等
13．在x轴上A、B两点处分别有点电荷和，两点电荷形成的静电场中，取无穷远处电势为零，x轴上各点的电势随x变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．和带同种电荷
B．电子在P点的电势能最小
C．将电子点移到无穷远的过程中，电场力做负功
D．电子仅在电场力作用下从点沿x轴正向运动到P点的过程中，加速度逐渐减小
14．如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（　　）
A．粒子经过这段轨迹的速率先减小后增大
B．粒子经过这段轨迹所受电场力先增大后减小
C．电场中b点电势比c点电势小
D．粒子在b点的电势能比在c点的电势能小
15．在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A电线的电势，虚线表示电工周围某一截面上的等势线，c、d、e、f是等势线上的四个点。以下说法中正确的是（ ）
A．在c、d、c、f四点中，c点的电场最强
B．在c、d、e、f四点中，f点的电势最低
C．若将某电子由c移到f，电势能将减小
D．将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动
16．如图所示，点是两等量异种点电荷连线的中点，在两等量异种点电荷连线的中垂面上有以点为圆心的两个同心圆，、、为圆周上的三个点．下列说法正确的是（　　）
A．、、、四点中，点的电场强度最大，电势也最高
B．、、三点中，点的电场强度最大，、两点的电场强度相同
C．电子在点的电势能高于在点的电势能
D．、两点的电势相同，均高于点的电势
17．在如图所示的ABCD四种电场中，分别标记有a、b两点，B图中a、b两点关于电荷连线对称，其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是（　　）
A． B．
C． D．
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【详解】
A．根据点电荷电场强度及电势分布规律可知，M、N两点电场强度大小相同，但方向不同，且M、N位于同一等势面上，故A符合题意；
B．由题意可知M、N处在匀强电场中，所以M、N两点电场强度相同，根据沿电场线方向电势降低可知M点电势高于N点电势，故B不符合题意；
C．根据点电荷电场强度及电势分布规律可知，M、N两点电场强度方向相同，但大小不同，且M点电势低于N点电势，故C不符合题意；
D．由题图可知，M附近电场线比N点附近电场线稀疏，所以M点电场强度比N点电场强度小（或根据二者电场线方向不同直接判断电场强度不同），且M点电势高于N点电势，故D不符合题意。
故选A。
2．A
【详解】
AB．电场线越密的地方电场强度越大，所以场强
EA＜EB
沿着电场线电势降低，所以电势
故B错误，A正确；
C．将+q电荷从A点移动到B点所受电场力和与位移方向夹角小于，电场力做正功，故C错误；
D．对负电荷来说，电势越高电势能越小，因为A点电势大于B点电势，所以
EPA＜EPB
故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
根据φ-x图像可知在0-x1间电势不变，图线的斜率等于零，则场强为零，表示在0-x1间x正方向不存在电场，在x1-x2间电势降低，则在x1-x2间存在着沿x方向的电场，根据φ-x图像的斜率不变，则场强不变。
故选D。
4．C
【详解】
A．在如图所示的电场中，A、B两点的场强方向都是水平向右的，A正确；
B．由于中垂线为零等势线，则B、D两点电势相同，B正确；
C．图中两电荷连线电场方向水平向右，即由A指向C，质子受电场力水平向右，故质子由C点沿C→O→A路径移至A点过程中电场力做负功，C错误；
D．电子由B沿B→C运动到C过程中，靠近负电荷远离正电荷，因此电场力做负功；沿C→D运动到D过程中，靠近正电荷远离负电荷，电场力做正功；故整个过程中电场力对其先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D正确。
故选C。
5．A
【详解】
AB．由电场力做功的表达式可得，AC电势差为
该电荷从C点移动到D点，其电势能增加了2J，即电场力做功为-2J，CD电势差为
在匀强电场中，电势差相等，说明沿电场方向的距离相等，A、C、D三点在竖直方向距离相等，可知电场的方向沿方向，沿电场方向电势降低，故两点不在同一等势面上，A正确，B错误；
C．F点的电势与C点的电势相等，故
C错误；
D．C点与F点在同一等势面上，把该电荷从C点移至Ｆ点电场力做功0，D错误。
故选A。
6．C
【详解】
A．由电场线的疏密程度可知A点的电场强度比B点的电场强度大，故A错误；
BC．由沿着电场线电势逐渐降低可知A点电势低于B点电势，则检验电荷－q在A点的电势能比在B点的大，故C正确，B错误；
D．将检验电荷－q从A点移到B点的过程中，电势能减小，电场力做正功，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．电场线疏密程度反应电场强度大小，电场线越密，电场强度越大，则由图可知a点电场强度更大，由F=Eq可知，a点电场力更大，故A错误；
B．沿电场线方向电势减小，则可得a点电势大于b点电势，故B错误；
C．由于a点电势高于b点，则由可知，正试探电荷在a点电势能更大，故C错误；
D．由电场线分布可知，该电场可能是由一个位于左端电场线反向延长交点处的正电荷形成的，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
电场线从正电荷或无穷远处出发，终止与负电荷或无穷远处，根据电场线由头部出发可知：海鱼的头部带正电，尾部带负电；沿着电场线电势降低，等势线与电场线垂直，故B点电势比C点电势高，A点电势比C点电势低。
故选B。
9．C
【详解】
A．粒子带 个单位的正电荷， 粒子从到的过程中克服电场力所做的功为 ，即电场力做负功，所以，
各等势面之间的电势差是相等的，所以相邻的等势面之间的电势差为
电场线方向向右；的电势为，所以的电势为 ，A错误；
B．的电势为，所以粒子经过平面时，其电势能为，B错误；
C．相邻的等势面之间的电势差为，所以
粒子从到的过程中电场力所做的功为
粒子到达的动能为
则粒子垂直于等势面方向运动时可以到达 ，C正确；
D． 粒子从到的过程中电场力做负功，粒子到达的动能为
同理粒子到达的动能为
粒子的动能为
所以粒子经过平面 时的速率与经过时的速率的比值为
D错误。
故选C。
10．A
【详解】
无穷远为零势面，－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为
可得
根据电势的定义可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．D
【详解】
P点附近电场线比Q点附近的电场线密集，所以
根据沿电场线方向电势逐渐降低可知
故选D。
12．D
【详解】
A．a、b两点在一等势面上，电势相同，a的场强方向向左，b的场强方向向右，则场强不同，故A不符合题意；
B．a、b在等量异种电荷连线的中垂线上，而此中垂线是一条等势线，两点电势相同。根据电场线分布的对称性可知，这两点场强相同，故B不符合题意；
C．a、b两点场强相同，而电势a点高于b点，故C不符合题意；
D．根据电场线的对称性可知：a、b两点的电势相同，而a的场强方向向上，b点的场强方向下，场强不同，故D符合题意。
故选D。
13．D
【详解】
A．取无穷远处电势为零，Q1处电势小于0，Q2处电势大于0，根据沿电场线方向电势降落可知，Q1和Q2带异种电荷，故A错误；
B．负电荷的电势能随电势的增加而增加，电子在P点的电势能不是最小，故B错误；
C．无穷远处电势为零，将电子点移到无穷远的过程中，电场力做正功，故C错误；
D．电子仅在电场力作用下从点沿x轴正向运动到P点的过程中，由图像可知，从到P图像斜率变小，电场强度变小，电子受到的电场力变小，加速度逐渐减小，故D正确。
故选D。
14．D
【详解】
A．根据电场力方向的垂直于等势面指向轨迹凹侧以及粒子速度沿轨迹切线方向可知，若粒子运动方向为a→b→c，则粒子所受电场力方向与速度方向夹角先小于90°，后大于90°，电场力先做正功，后做负功，粒子的速率先增大后减小；若粒子运动方向为c→b→a，同理可知粒子的速率也是先增大后减小，故A错误；
B．等势线越密的位置电场强度越大，无论粒子的运动方向如何，其所受电场力都是先减小后增大，故B错误；
C．由于粒子电性未知，故无法判断电场强度的方向，进而无法比较b、c两点的电势高低，故C错误；
D．若粒子带正电，则电场强度方向指向轨迹凹侧，b点电势低于c点电势，粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小；若粒子带负电，则电场强度方向指向轨迹凸侧，b点电势高于c点电势，粒子在b点的电势能比在c点的电势能小，故D正确。
故选D。
15．B
【详解】
A．依据等差等势线的疏密，可知，在c、d、e、f 四点中，f点的电场最强，A错误；
B．沿着电场线方向，电势是降低的，因B供电线的电势高于A电线的电势，则在c、d、e、f四点中，c点的电势最高，f点的电势最低，B正确；
C．若将某电子由c移到f，即从高电势到低电势，其电势能将增大，C错误；
D．将某电子在d点由静止释放，在电场力作用下，它会向c点所在等势面运动，D错误。
故选B。
16．B
【详解】
AB．等量异种点电荷连线的中垂面是等势面，故a、b、c、O四点的电势相等，根据等量异种电荷的电场线分布情况可得，在两电荷连线上中点O场强最小，在中垂面上中点O场强最大，且在中垂面上离O点越远，场强越小，中垂面上各点的场强方向均平行于异种电荷连线指向负电荷，则在题目所给的图中，O点场强最大，c点场强次之、a、b两点场强相同，故B正确，A错误；
CD．根据
可得电子在a、b、c、O四点电势能相等，故CD错误。
故选B。
17．B
【详解】
A．点电荷的电场中a、b两点电场强度大小相同，方向不同，在同一个等势面上，故A错误；
B．等量异种电荷的电场中，a、b两点关于电荷连线对称，则两点到电荷的距离相同，两点切线的方向相同，所以场强相同，并且a、b是等势面，所以电势相同，故B正确；
C．图中的带电平板是等势体，电势相同，但两点到点电荷的距离不同，所以电场强度不同，故C错误；
D．匀强电场的电场强度处处相同，沿电场线电势降低，故电势不同，故D错误。
故选B。答案第1页，共2页
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