10.2电势差同步练习题（word版含答案）

10.2 电势差
一、单选题
1．一带电量的点电荷在电场中从点移动到点，克服电场力做功，则、两点的电势差为（　　）
A． B． C． D．
2．避雷针上方有雷雨云时，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面，MN是电场中两个点，下列说法正确的是（　　）
A．N点的电势比M点的电势高
B．M点的场强比N点的场强大
C．在试探电荷从M点到N点的多条路径中，沿直线MN电场力做功最少
D．通常取CD的电势为零，且其表面附近的电场线和地面垂直
3．在某电场中，下列哪个物理量的数值大小与试探电荷的电量有关（　　）
A．电场力F B．电场强度E
C．电势φ D．电势差U
4．某静电场在轴上的场强随的变化关系如图所示，轴正方向为场强正方向，一个带正电的点电荷只在电场力的作用下沿轴运动，、、、四点间隔相等，则（　　）
A．点电荷在和处电势能相等
B．点电荷由运动到的过程中电势能增加
C．、两点之间的电势差小于、两点之间的电势差
D．点电荷由运动到的过程中电场力先减小后增大
5．如图所示，匀强电场中有M、N、P、Q四个点，它们分别位于矩形的四个顶点上，其中N、P两点电势相等。则下列说法中正确的是（　　）
A．电子由N点运动到P点，静电力做正功
B．电子由N点运动到P点，静电力做负功
C．电子由M点运动到N点，静电力做功为零
D．电子由M点运动到Q点，静电力做功为零
6．如图所示，实线表示某电场中的四个等势面，它们的电势分别为1、2、3和4，相邻等势面间的电势差相等，一带负电的粒子，重力不计，在该电场中运动的轨迹如虚线所示，a、b、c、d是其运动轨迹与等势面的四个交点，则可以判断（　　）
A．4等势面上各点场强处处相同
B．四个等势面的电势关系是
C．粒子从a运动到d的过程中静电力一直做负功
D．粒子在a、b、c、d四点的速度大小关系是va＜vb＜vc＝vd
7．如图所示，A，B、C、D是正四面体的四个顶点，在B、D两点分别固定等量异种点电荷。下列说法正确的是（　　）
A．一个电子在A点电势能大于在C点的电势能
B．A、C两点的场强等大反向
C．将一试探电荷从A点沿直线移动到C点，电场力不做功
D．将一试探电荷从A点沿直线移动到C点，电场力先变小后变大
8．电荷量为5.0×10﹣8C的点电荷，从电场中的a点移到b点的过程中，电场力做功6.0×10﹣3J，则下列说法正确的是（　　）
A．电荷的电势能增加了6.0×10﹣3J
B．电荷的电势能减少了6.0×10﹣3J
C．a、b两点电势差等于1.2×10-5V，a点电势高
D．a、b两点电势差等于1.2×105V，b点电势高
二、多选题
9．关于电场，下列说法正确的是（　　）
A．电场是物质存在的一种形式
B．电场力一定对正电荷做正功
C．电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向
D．静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面
10．如图所示，圆弧线a、b、c代表某固定电荷电场中的三个等势面，相邻两等势面间的距离相等，粗曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分，M、N是轨迹上的两点，则（　　）
A．粒子在M点的加速度比N点小
B．粒子在M点的电势能比N点小
C．M点的电势比N点低
D．Uab＝Ubc
11．如图所示的点电荷电场中，A、B是以点电荷为中心的圆周上的两点，P为圆内一点，下列说法中正确的是（　　）
A．试探电荷在P点具有的电势能比在A点时的多
B．将试探电荷从P点移到A点，静电力做负功
C．将试探电荷从B点移到A点，静电力不做功
D．将试探电荷从P点移到A点，静电力做的功与从P点移到B点做的功一样多
12．如图所示，虚线代表电场中的三个等势面，实线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，下列说法中正确的是（　　）
A．粒子带正电 B．粒子在Q点时的加速度较P点大
C．粒子在P点时的动能较Q点大 D．粒子在P点时的电势能较Q点大
13．一孤立的带负电的点电荷静置于点，另一点与点的连线为水平线，电荷周围作出几条对称电场线如图所示。以点为圆心画一个圆，与电场线分别相交于、、、、、，下列说法正确的是（　　）
A．、两点的电场强度相同
B．、两点间电势差等于、两点间电势差
C．电子在点的电势能小于在点的电势能
D．正点电荷从点沿圆周逆时针移动到点过程中，电场力对它做正功
三、填空题
14．在电场中把电荷量为的正电荷从A点移到点，电场力做了的正功，再从点移到点，电场力又做了的负功。则A、C两点电势差_______；若选点为参考点，则A点的电势_______。
15．图中三根线是等差等势线，已知A点电势比B点电势高，在B点的切线是。则A点的电场强度大于B点，理由是：______；若将负点电荷放在B点处，其受力方向向______（选施图中序号）。
16．电子伏是研究微观粒子时常用的能量单位，1eV就是在电势差为1V的点间移动一个电子，电场力所做的功，则1eV=________J。
四、解答题
17．在电场中把4.0×10-9C正电荷，从A点移到B点，静电力做功3×10-7J，再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-8.0×10-7J。问把-2.0×10-9库仑的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？
18．电荷量为-6×10-6C的点电荷从电场中的A点移动到B点，静电力做功3×10-5J；从B点移动到C点，静电力做功-3×10-5J。求A、B两点间和B、C两点间的电势差。A、B、C三点中哪点电势高？请说明如何根据静电力做功来确定电场中两点电势的高低。
19．如图所示，轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左足够大的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。 已知小球所带电荷量C，匀强电场的场强N/C，细绳长L=0. 5m，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0. 6，cos37°=0. 8。求：
（1）小球的带电性质及所受电场力F的大小；
（2）小球的质量m；
（3）小球静止位置与竖直虚线的电势差。
20．有一带电荷量的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功，从B点移到C点时静电力做功。求∶
(1)UAB、UBC、 UCA 各为多少？
(2)若以B点为电势零点，则A、C两点的电势各为多少？
(3)比较点电荷在A、C两点的电势能的高低？
试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
参考答案
1．C
【详解】
根据
则
故选C。
2．D
【详解】
A．沿电场线电势降低，可知N点的电势比M点的电势低，选项A错误；
B．因N点电场线较M点密集，可知M点的场强比N点的场强小，选项B错误；
C．在试探电荷从M点到N点的多条路径中，电场力做功都相等，选项C错误；
D．电场线与等势面垂直，则地面CD为等势面，则其表面附近的电场线和地面垂直，选项D正确。
故选D。
3．A
【详解】
A．电场力为F=qE，可知电场力既与电场有关，又与试探电荷有关，选项A正确；
BCD．电场强度、电势和电势差是描述电场的性质的物理量，是由电场本身决定的，与试探电荷无关，选项BCD错误。
故选A。
4．C
【详解】
A．处场强方向沿x轴正方向，根据沿着电场线方向电势降低，x2处电势高于x4处电势﹐带正电的点电荷在x2处电势能比在x4处的大，选项A错误；
B．x1~x3处场强为x轴正方向，则从x1到x3处顺着电场线方向移动正点电荷，电势降低，正电荷的电势能减小，选项B错误；
C．由U=Ed知E-x图线与x轴所围的面积表示电势差，则知x1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差，选项C正确；
D．由x1运动到x4的过程中，电场强度的绝对值先增大后减小，由F=qE知，电场力先增大后减小，选项D错误。
故选C。
5．D
【详解】
ABD．匀强电场中N、P两点电势相等，则N、P两点处在同一等势面上，M、Q两点处在同一等势面上，电势也相等，所以电子由N点运动到P点或由M点运动到Q点，静电力做功均为零，选项AB错误，D正确；
C．根据匀强电场等势面相平行可知M、N两点电势不相等，所以电子由M点运动到N点，静电力做功不为零，选项C错误。
故选D。
6．B
【详解】
A．由图可得，等势面的疏密不同，则等势面上各点场强大小并不相同，A错误；
B．做曲线运动的负电粒子，受力的方向指向凹侧，因此受力斜向右下，电场线斜向左上，沿着电场线电势降低，四个等势面的电势关系是
B正确；
C．粒子从a运动到c的过程中，轨迹电势降低，粒子带负电，则电势能增大，静电力一直做负功，电场由于c、d两点电势相等，从c到d的过程中，电场力先做负功后做正功，C错误；
D．由C分析可得，根据动能定理，粒子在a、b、c、d四点的速度大小关系是
D错误。
故选B。
7．C
【详解】
AB．B、D两点固定的是等量异种点电荷，所以通过BD的中垂面是等势面，A、C在同一等势面上，电势相同，电子具有的电势能也相等，A、C两点的场强都与等势面垂直，同向，根据对称性可知场强大小相等，选项AB错误；
C．因为A、C两点在同一个等势面上，所以将一试探电荷从A点沿直线移动到C点，电场力不做功，选项C正确；
D．根据等量异种点电荷电场线分布可知A、C两点连线的中点场强最大，所以将一试探电荷从A点沿直线移动到C点，电场力先变大后变小，选项D错误。
故选C。
8．B
【详解】
AB．从a点移到b点过程中电场力做功6×10﹣3J，根据功能关系可知电荷q的电势能减小了为6×10﹣3J，故A错误，B正确；
CD．根据电场力做功与电势差的关系，可得a、b间的电势差为
所以a点的电势比b点的电势高，故CD错误。
故选B。
9．AD
【详解】
A．电场是存在于电荷周围的一种特殊媒介物质，A正确；
B．如果正电荷的速度方向与电场力的夹角大于90°，则电场力做负功，等于90°电场力不做功，小于90°电场力做正功，B错误；
C．电场线是为了形象地描绘电场而人为引入的一簇曲线，该曲线的疏密程度反映场强的大小，C错误；
D．静电场的电场线在空间上与等势面垂直，且沿电场线的方向电势降低，即由高等势面指向低等势面，D正确。
故选AD。
10．BC
【详解】
A．根据点电荷的电场线的分布特点可得，M点的电场线密，所以该粒子在M点受到的电场力大，产生的加速度大，即
故A错误；
B．根据粒子轨迹弯曲的方向可知带正电的粒子受到了固定点电荷的吸引力，此吸引力对带电粒子做负功，粒子的电势能增大，则粒子在M点的电势能比N点小，故B正确；
C．由上分析可知圆心处的点电荷一定带负电，电场线的方向指向圆心，所以M点的电势比N点低，故C正确；
D．根据点电荷的电场线的分布特点可得，ab之间的电场强度大于bc之间的电场强度，由于相邻两等势面间的距离相等，根据
可得
故D错误。
故选BC。
11．CD
【详解】
A．根据正点电荷的电场的分布可知，P点具有的电势比A点的电势高，根据
正电荷在电势高的点电势能越大，负电荷在电势高的点电势能越小，所以A错误；
B．将试探电荷从P点移到A点，静电力可能做负功，也可能做正功，所以B错误；
C．因为AB在同一等势面上，根据
AB两点的电势差为0，所以将试探电荷从B点移到A点，静电力不做功，则C正确；
D．因为AB在同一等势面上，所以有
根据
，
则
则将试探电荷从P点移到A点，静电力做的功与从P点移到B点做的功一样多，所以D正确；
故选CD。
12．AD
【详解】
A．因为电场线和等势面垂直，且由高电势指向低电势，所以在P点的电场强度方向如图所示
因为带电粒子受到的电场力和电场强度共线，且在曲线的内侧，所以粒子在P点受到的电场力和电场强度方向相同，则粒子带正电，故A正确；
B．因为Q点所在处的等势面比P点稀疏，所以电场强度比P点弱，根据牛顿第二定律可知，粒子在Q点的加速度小于P点，故B错误；
CD．根据，由于P点的电势大于Q点，所以粒子在P点的电势能大于Q点，根据能量守恒可知，粒子在P点的动能小于Q点，故C错误，D正确。
故选AD。
13．BC
【详解】
A．、两点到点电荷的距离相等，根据可知，、两点的电场强度大小相等，方向不同，故、两点的电场强度不相同，故A错误；
B．点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面，由于、两点到点电荷的距离相等、 、两点到点电荷的距离相等，则有、，故、两点间电势差等于、两点间电势差，故B正确；
C．场源电荷负电荷，则距离场源电荷较近点的电势小于较远的点的电势；根据可知，带负电荷的电子在电势较高处的电势能反而较小，即电子在点的电势能小于在点的电势能，故C正确；
D．正点电荷从点沿圆周逆时针移动到点过程中，电势增大，根据可知，电势能增大，电场力对它做负功，故D错误。
故选BC。
14．－150 50
【详解】
根据电场力做功与电势差的关系可得
同前理可得
由题意可得
15．等差等势线越密的地方场强大 ④
【详解】
在A点的等差等势线较B点密集，则A点的电场线较B点密集，则A点场强大于B点场强；
B点的电场线与等势面垂直，并由高电势点指向低电势点，即由④指向B，则负电荷在B点受电场力方向由B点指向④。
16．
【详解】
根据题意
17．
【详解】
根据电势差定义得
把-2.0×10-9库仑的电荷从A点移到C点，静电力做功
18．，，，电场力对正电荷做正功，电势降低，电场力对负电荷做正功，电势升高；电场力对正电荷做负功，电势升高，电场力对负电荷做负功，电势降低；电场力不做功，电势不变
【详解】
根据电势差公式得
，
根据电势差与电势的关系得
电场力对正电荷做正功，电势降低，电场力对负电荷做正功，电势升高；电场力对正电荷做负功，电势升高，电场力对负电荷做负功，电势降低；电场力不做功，电势不变。
19．（1）负电，6N；（2）0.8kg；（3）
【详解】
（1）由题图可知小球所受电场力水平向右，与电场强度方向相反，所以小球带负电。根据电场强度的定义式可得
（2）根据平衡条件有
解得
（3）小球静止位置与竖直虚线的电势差为
20．(1)200V，-300V，100 V；(2)200V，300 V；(3)点电荷在A点的电势能较大
【详解】
(1)由题知，
(2)若φB=0，则
φA=UAB+φB=200V
φC=φB-UBC=300V
(3)点电荷在A点的电势能
点电荷在C点的电势能
点电荷在A点的电势能较大。答案第8页，共8页
答案第9页，共1页