2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册10.2 电势差 同步练习题(Word版含答案)

10.2 电势差
一、单选题
1．下列各物理量中，与检验电荷有关的量是
A．电场强度E B．电势 C．电势能 D．电势差U
2．关于单位：电子伏特（eV）的理解，正确的是（　　）
A．是电压的单位 B．1eV=1.6×10-19V
C．1J=1.6×10-19eV D．1J=6.25×1018eV
3．关于电场线和等势面，错误的说法是（ ）
A．电场中电势越高的地方，等势面越密
B．电场中场强越大的地方，电场线越密
C．电场中场强越大的地方，等势面越密
D．电场强度的方向总是和等势面垂直的
4．关于电场中等势面的认识，下列说法中错误的是（ ）．
A．将电场中电势相等的各点连起来即构成等势面
B．在同一等势面上移动电荷电场力不做功
C．等势面一定跟电场线垂直
D．等势面有可能与电场线不垂直
5．如图，a、b是电场线上的两点，将一点电荷q从a移到b，电场力做正功为W，且知a、b间的距离为d，以下说法正确的是（ ）
A．a、b两点间的电势差一定为 B．a处的电场强度大小一定为
C．b处的电场强度大小一定为 D．a点的电势一定为
6．在某电场中，A、B两点间的电势差=60 V，B、C两点间的电势差=–50 V，则A、B、C三点电势高低关系是
A． B．
C． D．
7．如图所示，a、b、c表示点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为φ、 2φ、 3φ(φ＞0)，该中心处的点电荷的电性为( )
A．不带电 B．负电 C．正电 D．无法判断
二、多选题
8．在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则下列结论错误的是（　　）
A．电场强度的方向一定是由b到a
B．a、b两点间的电势差Uab为5V
C．电子的电势能减少了5eV
D．因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势
9．对UAB=1V的理解，正确的是（）
A．从A到B移动qC的电荷，电场力做功1J
B．从A到B移动1C的正电荷，电场力做功1J
C．从A到B移动1C的负电荷，克服电场力做功1J
D．从A到B移动1C的负电荷，外力做功1J
10．如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中，，。一个带电粒子只受静电力作用，按图中实线轨迹从A点运动到B点，由此可知（　　）
A．粒子带负电
B．粒子的速度变大
C．粒子的加速度变大
D．粒子的电势能变大
11．如图所示，虚线为电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等．一个质子在A点的电势能小于其在B点的电势能，下列说法中正确的是（ ）
A．A点的电势比B点的高
B．A点的电势比B点的低
C．质子在A点所受的电场力比B点的大
D．质子在A点所受的电场力比B点的小
12．如图，虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知b等势面上的电势为1V.一电子经过a等势面时的动能为4eV，速度方向沿电场方向，从a等势面到d等势面的过程中克服电场力所做的功为3eV.下列说法正确的是
A．电子在c等势面上的电势能为零
B．电子到达f等势面动能为零
C．电子初速度方向垂直虚线向右
D．a、b两等势面间的电势差为2V
13．对于电场中任意两点间电势差，下列说法中正确的是 （ ）
A．电势差越大，在这两点的电场强度也越大
B．两点间的电势差，数值上等于在这两点间移动单位正电荷时电场力做的功
C．两点间的电势差与在这两点间移动的电荷有关
D．两点间的电势差与在这两点间移动的电荷无关
14．如图A、B为两等量异号电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab=bc，则（ ）
A．a点与c点的电场强度相同
B．a点与c点的电势相同
C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不做功
三、填空题
15．将一点电荷从无穷远处移到电势为200V的A点过程中，克服电场力做功，则该点电荷带____________（选填“正”或“负”）电，其电荷量为________C．
16．在如图中，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10V、6V和-2V，则UAB= ______V，UBC= ______V，UCA= ______V．
17．带正电1.0×102C的粒子，在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了_______J，A、B两点电势差为_______。
18．如图所示，带正电的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作用下，以Q为焦点做椭圆运动．M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点．电子从M经P到达N点的过程中，速率的变化变化情况是：____________；静电力做功的情况是：____________；电势能的变化情况是：______________．
19．如图所示，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为________．
四、解答题
20．将的正电荷，从电场中的A点移到B点，电场力做正功。
(1)A、B两点的电势差多大？
(2)将一带电量为的电荷从A点移到B点，电场力做多少功？是正功还是负功？
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．C
【详解】
A．根据电场强度的定义式可知
它取决于电场本身，与检验电荷无关，A错误
B．根据电势的定义式可知
它取决于电场本身，与检验电荷无关，B错误
C．电势能的大小为
可知，电势能与检验电荷的电荷量成正比，C正确
D．电势差等于两点电势的差值，与检验电荷无关，D错误
2．D
【详解】
电子伏特是能量的单位，代表一个电子电位改变（增加或减少）单位伏特时其能量的改变量；所以1eV=1.60×10-19J，或1J=6.25×1018eV，故ABC错误D正确；
故选D。
3．A
【详解】
A. 电场中，沿电场线的方向，电势降低，而电场线密的地方电场强度大，电场强度大小与电势高低无关，故A错误；
B. 电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，故B正确；
C. 电场中场强越大的地方，电场线越密，沿着电场线移动相同距离，电势降低大，故等势面也越密，故C正确；
D. 沿着等势面移动，电场力不做功，故电场力一定与等势面垂直，正电荷受到的电场力方向沿着电场线的切线方向，故电场线与等势面垂直，故D正确；
本题选错误的，故选A.
4．D
【详解】
A．将电场中电势相等的各点连起来即构成等势面，A正确；
B．同一等势面上移动电荷，电势能不变，电场力不做功，B正确；
CD．等势面一定跟电场线垂直，C正确，D错误。
故选D。
5．A
【详解】
A.据电势差的定义式知a、b两点的电势差为：，故A正确；
BC.只适应用于匀强电场，而该电场并不一定是匀强电场，所以ab两端点场强公式不正确，故BC错误；
D.由于电势与零势点的选取有关，故a点的电势不正确，故D错误。
故选A。
6．C
【分析】
电势差等于两点的电势之差，结合电势差的大小比较A、B、C三点电势的高低．
【详解】
A、B两点间的电势差，知A点的电势比B点的电势高60V，B、C两点间的电势差，知B点的电势比C点的电势低50V，则A点的电势比C点的电势高10V，所以，C正确．
【点睛】
解决本题的关键知道电势差与电势的关系，即，基础题．
7．B
【详解】
由于abc三个等势面的电势分别为、、（），则电场线的方向指向同心圆的圆心；根据“电场线方向一定是从电势高的等势面指向电势低的等势面”可知，该点电荷的电性为负电荷．故B正确，ACD错误，故选B.
8．AB
【详解】
A．由于不知道电子运动的轨迹是否与电场线重合，故电场强度的方向不一定由b到a，故A错误；
B．因为
则
即a、b两点的电势差是-5V，故B错误；
C.电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则电子的电势能减少了5eV，故C正确；
D．电场中某点的电势大小的确定和零势点的选取有关，所以零电势点未确定，是不能确定a、b两点的电势，故D正确。
本题选错误的，故选AB。
9．BC
【详解】
试题分析：根据W=Uq可知对UAB=1V表示：从A到B移动1C的正电荷，电场力做功1J；或者从A到B移动1C的负电荷，克服电场力做功1J，选项BC正确，AD错误；故选BC.
考点：电势差
10．AB
【详解】
A．电场线的方向从高电势指向低电势，所以大概方向由右向左，而电场力指向凹侧，根据轨迹弯曲的方向知道方向大概向右，所以该粒子带负电，故A正确；
B．由图可知粒子从A点运动到B点，电场力做正功，动能增大，则粒子速度增大，故B正确；
C．等势面越密的地方场强越强，可知A点的场强大于B点的场强，所以A点电荷所受电场力大于B点电荷所受电场力，根据牛顿第二定律知粒子在A点的加速度较大，从A点到B点过程中加速度减小，故C错误；
D．从A点到B点电场力做正功，电势能减小，故D错误。
故选AB。
11．BD
【详解】
AB．正电荷在电场中电势高的位置，电势能大，由于带正电的质子在A点的电势能小于其在B点的电势能，则知A点的电势比B点的低，故A错误，B正确；
CD．等差等势面的疏密代表场强的大小，故B点的场强大于A点的场强，质子在A点所受的电场力比B点的小，故C错误，D正确。
故选BD。
12．ABC
【详解】
A．虚线a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面，电子经过a时的动能为4eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为3eV，则电势能增加3eV，因此ad等势面之间的电势差为3V，由于电子的电势能增加，所以等势面从a到d电势是降低的，因为b上的电势为1V，故a上的电势为2V，c上的电势为0V，电子在c等势面上的电势能为零．故A正确．
B．结合A的分析可知，各相邻等势面之间的电势差为1V，则af之间的电势差为4V，电子从a到f将克服电场力做功为4eV，则电子到达f的动能为0．故B正确．
C．电子到达f的动能为0，可知电子从a向右运动．故C正确．
D．b上的电势为1V，a上的电势为2V，所以ab之间的电势差为1V．故D错误．
13．BD
【详解】
A．根据可知，电势差越大，在这两点的电场强度不一定越大，选项A错误；
B．根据可知，两点间的电势差，数值上等于在这两点间移动单位正电荷时电场力做的功，选项B正确；
CD．两点间的电势差只与电场本身有关，与在这两点间移动的电荷无关，选项D正确，C错误；故选BD．
【点睛】
掌握电场强度与电势差的关系，知道电势差的物理意义，在匀强电场中，根据公式U=Ed，d是电场线方向两点间的距离；此题考查对物理规律的解理能力．物理公式要从每个量的意义、公式适用条件等方面理解．
14．ACD
【详解】
A、根据等量异号电荷电场的对称性可知，a、c两点叠加后的电场方向都向右，大小相等，故A正确．
B、等量异号电荷连线上的电场线方向沿着连线指向负电荷，由沿电场线方向电势逐渐降低知，a点的电势高于c点的电势，故B错误．
C、等量异号电荷连线上各点的电场强度大小关于中垂线对称分布，因此a、b间电势差与b、c间电势差相等，故C正确．
D、A、B连线的中垂线是个等势面，沿中垂线移动点电荷q，电场力不做功，故D正确．
15．正
【详解】
由题知无穷远处与A点间的电势差为
V
克服电场力做功，则有：
解得：
C
所以该点电荷带正电，其电荷量为C。
16．0 12 -12
【详解】
A、B两点在同一等势面上，则有，故，
B、C间的电势差为，
C、A间的电势差为．
17．6J
【详解】
根据能量守恒定律可知，带电粒子从A点到B点的过程中电势能的增加等于动能的减小，则有
电场力做功为
A、B两点的电势差为
18．先增大后减小 先做正功后做负功 电势能先减小后增大
【详解】
当电子从M点向N点运动时，静电力先做正功，后做负功，运动的速率先增加后减小，所以动能先增加后减小，则电势能先减小后增加．
19．WPA=WPB=WPC
【详解】
试题分析：以点电荷Q为中心的球面上所有各点的场强的大小相等而方向不同；该球面是等势面．
在点电荷电场中，以点电荷为中心的各个球面是等势面，即每个球面上的点的电势都相同，所以P到A、B、C三点的电势差相等，故根据可知．
20．(1)5V；(2)，负功。
【详解】
(1)A、B两点的电势差
(2)将一带电量为的电荷从A点移到B点时，A、B两点的电势差不变，则电场力做功为
负号表示做负功。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页