2.2电势与等势面基础巩固-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册(word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．如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面D时，动能为20eV，飞经等势面C时，电势能为负10eV，飞至等势面B时速度恰好为0，已知相邻等势面间的距离都为5cm，则下列说法错误的是（ ）
A．A的电势为负10V
B．匀强电场的场强为200V/m
C．电子再次飞经D等势面时，动能为10eV
D．电子的运动为匀变速直线运动
2．如图所示，M、N为某条电场线上的两点，在电场线上的O点由静止释放一带负电的电荷，发现它沿电场线向右运动，先后经过M、N两点，不计电荷重力，下列说法一定正确的是（　　）
A．M、N两点的电势＞
B．电荷的加速度＞
C．电荷的电势能＞
D．电荷的动能＞
3．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=15 V，φB=3V，φC=-3V，由此可得D点电势φD是（　　）。
A．3V B．6V C．9V D．-9V
4．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
5．某形状不规则的导体置于静电场中，由于静电感应，在导体周围出现了如图所示的电场分布，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点.下列说法正确的是（　　）
A．A点的电场强度大于B点的电场强度
B．A点的电势低于B点的电势
C．将电子从A点移到B点，电势能增加
D．将电子从A点移到B点，电场力做正功
6．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，图中中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面。M、N是电场中两个点，说法中正确的有（　　）
A．M点的场强比N点的场强大
B．试探电荷从M点到N点，沿直线移动电场力做功最少
C．正电荷从M点到N点，电场力一定做正功
D．CD和AB表面附近的电场线有些位置与表面不垂直
7．真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强E随x变化关系如图所示，以下说法正确的是（　　）
A．x=2a处的电势一定为零，电场强度也一定为零
B．点电荷M、N一定为同种电荷
C．从x轴上x1=0到x2=3a电势一直减小
D．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2:1
8．在等量正电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点。下列说法正确的是（　　）
A． B、D两点的电场强度及电势均相同
B．A、B两点间的电势差UAB大于C、D两点间的电势差UCD
C．一质子由B点沿B→O→D路径移至D点，电势能先增大后减小
D．一电子由C点沿C→O→A路径移至A点，静电力对其先做正功后做负功
9．图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，电场线上有A、B两点，电场强度分别为EA、EB，电势分别为A、B，正点电荷在两点的电势能分别为EPA、EPB，则下列说法正确的是（　　）
A．EA>EB
B．A>B
C．EPAD．把正点电荷从A移到B，电场力做负功
10．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通过该区域时的运动轨迹，、、是这条轨迹上的三点，由此可知（　　）
A．带电粒子在点时的速度大于在点时的速度
B．带电粒子在点时的电势能比在点时的电势能大
C．带电粒子在点时的动能比在点时的大，比在点时的小
D．带电粒子在点的加速度小于在点的加速度
11．如图所示，真空中M、N处放置两等量异号电荷，a、b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于等势线a上，f点位于等势线c上，df平行于MN。已知：一带正电的试探电荷从d点移动到f点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是（　　）
A．M点处放置的是正电荷
B．若将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到e点，则电场力先做正功、后做负功
C．d点的电势高于f点的电势
D．d点的场强与f点的场强完全相同
12．如图为匀强电场的等势面，相邻等势面相距2 cm，则该匀强电场
A．方向竖直向下，场强E=100 V/m
B．方向水平向左，场强E=100 N/C
C．方向竖直向上，场强E=100 V/m
D．方向水平向右，场强E=100 V/m
13．如图表示的是四种典型的静电场，在这四个图中，a．b两点的电势相等，电场强度也相同的是图（ ）
图是两个等量同种电荷产生的电场，a．b是两电荷中垂线上与连线中点O等距的两个点
A．两块带等量异种电荷的平行金属板间产生的匀强电场，a．b是电场中的两个点
B．图是点电荷产生的电场，a．b是离点电荷等距的两个点
C．图是两个等量同种电荷产生的电场，a．b是两电荷中垂线上与连线中点O等距的两个点
D．
14．在静电场中，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零
B．电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同
C．电场强度的方向总是跟等势面垂直
D．电势降低的方向就是电场强度的方向
15．一均匀带负电的半球壳，球心为O点，AB为其对称轴，平面L垂直AB把半球壳分为左右两部分，L与AB相交于M点，对称轴AB上的N点和M点关于O点对称，已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零；取无穷远处电势为零，点电荷q在距离其为r处的电势为φ=k（q的正负对应φ的正负）．假设左侧部分在M点的电场强度为E1，电势为φ1；右侧部分在M点的电场强度为E2，电势为φ2；整个半球壳在M点的电场强度为E3，在N点的电场强度为E4．下列说法正确的是（　　）
A．若左右两部分的表面积相等，有，
B．若左右两部分的表面积相等，有，
C．不论左右两部分的表面积是否相等，总有，
D．只有左右两部分的表面积相等，才有，
二、填空题（共4题）
16．电场线跟等势面___________，并且由电势___________的等势面指向电势___________的等势面．
17．试探电荷q1放在电场中的A点，电势能为E（规定无限远处电势能为零），A点的电势为____，若把试探电荷q1换成电荷q2放在电场中的A点，A点的电势___（仍规定无限远处电势能为零）。
18．电场线、电场强度、电势与等势面的关系：
（1）电场线与场强的关系：电场线越密的地方，表示场强越___________，电场线上每点的切线方向表示该点的___________方向；
（2）电场线与电势关系：沿电场线方向，电势越来越___________；
（3）电场线与等势面关系：电场线与通过该处的等势面___________；
（4）场强大小与电势高低___________关系；
（5）场强与等势面的关系：场强与通过该处的等势面___________，且由高电势指向低电势，等势面密集的地方场强___________．
19．图中给出器材为：电源E（电动势为12V，内阻不计），木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表V（量程为6V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关K．
现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线．AB间的电压要求取为6V．
（Ⅰ）在图中连线，画成实验电路原理图．_______
（Ⅱ）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方．
a. 接好实验电路．
b._____________________
c. 合上K，并将探针P与A相接触．
d.____________________．
e. 用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上．画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上．
f. 将探针与某一基准点相接触，_________，这一点是此基准的等势点．用探针把这一点的位置也压印在白纸上．用相同的方法找出此基准点的其它等势点．
g. 重复步骤f，找出其它4个基准点的等势点．取出白纸画出各条等势线．
三、综合题（共4题）
20．如图所示，在电场强度大小的水平匀强电场中，有一根长l=15cm的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m=3g、电荷量的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10m/s2。问：
（1）小球从开始释放到到达最低点B的重力势能、电势能分别变化了多少？
（2）若取A点电势为零，则小球在B点的电势能、B点的电势分别为多少？

21．把带电量q=1×10-8C的正电荷，从无限远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J，求：
(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？
(2)q未移入电场前A点的电势是多少？
22．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波。其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上做往返运动。忽略粒子的重力等因素，求
(1)x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比。
(2)该粒子运动的最大动能。
(3)该粒子运动的周期T。
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．C
3．C
4．A
5．C
6．C
7．B
8．C
9．B
10．A
11．B
12．A
13．D
14．C
15．C
16．垂直 高 低
17．
18．（1）大； 电场强度； （2）低； （3）垂直； （4）没有直接； （5）垂直； 较大
19． 把变阻器的滑动触头移到靠近D处 调节R，使电压表读数为6V 记下电压表读数，在导电纸上移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点
20．（1），；（2），
21．(1)1.2×10-4J， 1.2×104V；(2)1.2×104V
22．(1)；(2)；(3)
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