2.2电势与等势面基础巩固（Word版含答案）

2.2电势与等势面基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．关于等势面、电场线和电场力做功的关系，下列说法错误的是（ ）
A．在等势面上移动电荷，电场力总是不做功
B．电场线与等势面总是垂直的
C．在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的
D．电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面
2．如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是（ ）
A．a、b是电荷量不等的异种电荷
B．a、b为等量同种电荷
C．A点场强大于B点场强
D．A点电势高于B点电势
3．下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A．电场强度 B．电势 C．电势能 D．电流
4．判断以下说法是否正确
A．电场强度为0的地方，电势也一定为0
B．电势为0的地方一定没有电场
C．场强越大的地方电势也一定越高
D．场强为0的地方电势可能不为0
5．一带正电的粒子只在电场力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，其中0~段是直线，~段是关于直线对称的曲线，则下列说法正确的是（　　）
A．在0、、、处，电势、、、的关系为
B．粒子在0~段做匀速直线运动
C．此粒子从处运动到处，加速度变小，动能也变小
D．若一个带负电的粒子从处运动到处，则带负电的粒子动能将增加
6．如图所示，真空中有一正方形ABCD，M、N分别是AB和CD的中点，现在A、B两点分别固定电荷量为+Q、-Q的等量异种点电荷，下列说法中正确的是（　　）
A．将试探电荷-q从C点移到D点，电场力做负功，试探电荷-q的电势能减少
B．将试探电荷+q从M点移到N点，电场力做负功，试探电荷+q的电势能增加
C．N点的电场强度方向跟CD垂直且由M指向N
D．C、D两点的电场强度不相同
7．如图为某静电场的电场线，、、是同一条电场线上的三个点，这三个点的电势分别为、、下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度射入点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN．a、b、c是以O为中心，为半径画出的三个圆，．1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点．以表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小，表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则（ ）
A．
B．
C．P、O两电荷一定同号
D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零
9．如图所示，P、Q是两个电荷量相等的异种点电荷，在其电场中有a、b、c三点在一条直线上，平行于P、Q的连线，b在P、Q连线的中垂线上，ab＝bc，下列说法正确的是(　　)
A．电势：φa＞φb＞φc B．电势：φa＞φc＞φb
C．电场强度：Ea＞Eb＞Ec D．电场强度：Eb＞Ea＞Ec
10．如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　 　）
A．M点的电势等于N点的电势
B．M点的电势小于N点的电势
C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
11．如图，金属板带有等量异种电荷，板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示，等势线如虚线所示，P、O是同一等势线上的两点，M、N是同一电场线上的两点。一带电油滴在O点处于静止状态。下列选项正确的是（　　）
A．M点的电势一定比N点的高
B．油滴在M点的电势能一定比在N点的小
C．将油滴置于P处，仍能静止
D．电场线、等势线都是客观存在的，两者相互垂直
12．在静电场中，关于场强、电势和电势差的说法正确的是（ ）
A．电势为零的地方场强也一定为零，场强为零的地方电势也一定为零
B．电势降落的方向必定是电场强度的方向，场强在数值上等于单位距离上的电势差
C．电势高的地方电场强度不一定大，电场强度大的地方电势不一定高
D．沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相同
13．如图所示，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在A、B两点间取一正五角星形路径abcdefghija，五角星的中心O与A、B的中点重合，其中af连线与AB连线垂直．现有一电子沿该路径逆时针移动一周，下列正确的是( )
A．g点和e点的电场强度相同
B．a点和f点的电势相等
C．电子从e点移到f点的过程中，电场力做负功，电势能增加
D．若A、B两点处点电荷电荷量都变为原来2倍，则A、B连线中点O点场强变为原来的4倍
14．—带电量为的粒子沿图示方向射入由等量异种点电荷A、B产生的电场中，粒子运动的轨迹如图中实线所示，轨迹与等量异种点电荷A、B连线的中垂线相交于a、c两点，a、c两点到中点O的距离不等，不计粒子重力，则下列说法正确的是
A．a点的电场强度方向与b点的电场强度方向不同，a点的电势高于b点的电势
B．粒子在a点时的加速度大小大于在b点时的加速度大小
C．粒子在a点时的速度大小与在c点时的速度大小不相等
D．粒子在a点时的电势能小于在b点时的电势能
15．如图所示，在正点电荷Q的电场中有A、B、C、D四个点，A、B、C为直角三角形的三个顶点，D为AC的中点，∠A＝30°，A、B、C、D四点的电场强度大小分别用EA、EB、EC、ED表示，已知EA＝EC，B、C两点的电场强度方向相同，点电荷Q在A、B、C三点构成的平面内。则下列判断错误的是（　　）
A．EA＝ED
B．点电荷Q一定不在D点位置
C．将一正点电荷q从A点沿直线移到C点，电场力先做正功再做负功
D．B、A两点和B、C两点间的电势差满足UBA＝UBC
二、填空题（共4题）
16．等势面
（1）定义：电场中__________的各点构成的面。
（2）等势面的特点：
①在同一等势面上移动电荷时静电力________。
②电场线跟等势面______，并且由电势_____的等势面指向电势____的等势面。
③两个不同的等势面永不_________。
17．如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两电荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂线上距A也为d的一点，关于A点电场强度_______（大于、小于）B点电场强度，A点的电势（大于、小于）_______B点电势，A点的电势_________（等于、大于）C点电势。
18．在如图所示的直角坐标平面中有一个固定点电荷，将另一个负点电荷从x轴上的C点沿直线移到y轴上的A点或B点，均需克服电场力做功，且做功的数值相同，则A、C两点中电势较高的是________点；如果产生电场的点电荷在第二象限，则该电荷是________（选填“正”“负”或“正或负”）电荷．
19．“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。
（1）该实验描绘的是___________。
A．两个等量同种电荷周围的等势线
B．两个等量异种电荷周围的等势线
C．两个不等量同种电荷周围的等势线
D．两个不等量异种电荷周围的等势线
（2）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放___________。
A．导电纸、复写纸、白纸
B．白纸、导电纸、复写纸
C．导电纸、白纸、复写纸
D．白纸、复写纸、导电纸
（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针___________（选填：“向左”或“向右”）移动。
三、综合题（共4题）
20．将电量为的点电荷移至电场中的点A，该电荷具有的电势能为，求点A的电势；若把的点电荷移至电场中的点A，其具有的电势能为多少？
21．静电场方向平行于x轴，以坐标原点为中心，其电势随x的分布如图所示，图中和d为已知量．一个带负电的粒子仅在电场力作用下，以坐标原点O为中心沿x轴方向在A、B之间做周期性运动．已知该粒子质量为m、电量为-q，经过坐标原点时速度为v．求
（1）粒子在电场中所受电场力的大小．
（2）A点离坐标原点O的距离．
（3）粒子的运动周期．
22．试解答如下问题
（1）取无限远的电势为零，则正点电荷产生的电场中电势是正值还是负值？移入一个正电荷，则该正电荷的电势能是正值还是负值？移入一个负电荷，结果又如何？总结电势与电势能两个物理量的区别与联系。
（2）两个同种电荷相互靠近，它们的电势能增加还是减少？两个异种电荷相互靠近，结果又如何？总结判断依据，可以通过几种方法判断？
（3）沿着电场线的方向移动正电荷，电荷的电势能增加还是减少？沿着电场线的方向移动负电荷，结果又如何？说明判断依据，并总结电势能增减的判断方法。
23．在下面两个方框中分别画出真空中等量同种电荷和等量异种电荷周围的电场线和等势面分布（注意线条的疏密）________ 、__________．
参考答案
1．C
2．D
3．A
4．D
5．D
6．D
7．C
8．A
9．A
10．D
11．B
12．C
13．B
14．D
15．C
16．电势相等 不做功 垂直 高 低 相交
17．小于 大于 等于
18．C 正或负
19．B D 向右
20．200V，
21．（1）；（2）；（3）
22．
（1）取无限远的电势为零，则正电荷产生的电场中电势是正值，移入一个正电荷，则该正电荷的电势能是正值，移入一个负电荷，该负电荷的电势能是负值。
电势是描述电场的能的性质的物理量，由电场自身性质决定，与试探电荷无关，具有相对性，电势是电场中一点相对零电势点的电势差。电势能由电场和电荷共同决定，也具有相对性。
（2）两个同种电荷间为斥力，相互靠近时，静电力做负功，电势能增加；两个异种电荷间为引力，相互靠近，静电力做正功，电势能减少。判断方法有：
①根据电场力做功正负判断，电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加；
②根据电荷正负和电势高低判断，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小；
③根据电荷正负和运动方向判断，正电荷沿着电场线运动，电势能减少，负电荷沿着电场线运动，电势能增加。
（3）沿着电场线的方向移动正电荷，电荷的电势能减少；沿着电场线的方向移动负电荷，电荷的电势能增加。正电荷沿着电场线的方向移动时，电场力做正功，所以电势能减少；负电荷沿着电场线的方向移动，电场力做负功，所以电势能增加。电势能增减的方法有：
①根据电场力做功正负判断，电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加；
②根据电荷正负和电势高低判断，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小；
③根据电荷正负和运动方向判断，正电荷沿着电场线运动，电势能减少，负电荷沿着电场线运动，电势能增加。
23．等量同种电荷的电场线和等势面
等量异种电荷的电场线和等势面