人教版必修第三册10.2电势差练习（word版含答案）

人教版必修第三册 10.2 电势差
一、单选题
1．图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是（　　）
A．a、b两点的电场强度大小关系Ea>Eb
B．a、b两点的电势关系一定有Ua>Ub
C．粒子从P运动到a的过程中，电势能增大
D．粒子从P运动到b的过程中，动能增大
2．某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是（　　）
A．实线表示电场线
B．离d点最近的导体表面电荷密度最大
C．“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同
D．电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零
3．电荷量为的点电荷与一无限大接地金属板（电势为零）相距为，所形成的电场的电场线如图所示。图中点与金属板相距为，点与点关于点电荷对称，且测得点电势为。则下列说法中正确的是（　　）
A．点的场强大小大于点
B．带正电试探电荷从点移动到点，电场力做功等于零
C．点电荷与金属板间的电势差等于
D．金属板表面电势相等
4．雷雨天一避需针周围电场的等势面分布情况如图所示。在等势面中有a、b、c三点，其中a，b两点位置关于避雷针对称。下列说法正确的是（　　）
A．c点的电场强度大于b点的电场强度
B．a点的电场强度与b点的电场强度相同
C．将正电荷从a点移动到b点过程中电场力总功为零
D．将负电荷从b点移动到c点，负电荷的电势能减小
5．一避雷针发生尖端放电，在空间产生的电场如图所示，沿尖端取点，以连线为对称轴取点画一条水平线和一条圆弧线，点电荷只受电场力作用，以下说法正确的是（　　）
A．点的电场强度相同
B．某点电荷从d移到b过程加速度不断减小
C．点电荷沿移动时电场力做的功与沿移动时一样大
D．是一条等势线，点电荷可沿该线做匀速圆周运动
6．一个带负电的质点，电量为q=2.0×10－9C，在静电场中由a点移到b点，在这个过程中，除电场力外，其它力做功 6.0×10－5J，质点的动能减少了8.0×10－5J，则a、b两点的电势差φa－φb为（　 　）
A．3×104V B．1×104V
C．4×104V D．7×104V
7．某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a点所在的线是等势线
B．b点的电场强度比c点大
C．b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大
D．将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零
8．如图所示，是一个点电荷产生的电场的电场线（箭头线）和等势面（虚线），两等势面之间的电势差大小为2 V。有一个带电荷量为q＝－1.0×108 C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，电场力做功为（　　）
A．2.0×108 J B．－2.0×108 J C．1.60×107 J D．－4.0×108 J
9．如（a）图所示，A、B、C三点为在等量同种正电荷连线中垂线上的点，一个带电量为q、质量为m的点电荷从C点由静止释放，只在电场力作用下运动的v-t图像如（b）图所示，运动到B点处对应的图线的切线斜率最大（图中标出了该切线），其切线斜率为k，则（　　）
A．A、B两点间的电势差
B．由C点到A点电势逐渐升高
C．B点为中垂线上场强最大的点，大小为
D．点电荷由C到A的过程中其电势能先减小后变大
10．如图所示，在正点电荷Q的电场中有A、B、C、D四点，A、B、C为等边三角形的三个顶点，D为AC的中点，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=EB=EC，点电荷Q在，A、B、C三点构成的平面内。则（　　）
A．EA=
B．点电荷Q在BD连线的中点处
C．A、D两点间和D、C两点间的电势差满足UAD=UDC
D．将一负点电荷q从A点沿直线AC移到C点，电势能先减小后增大
11．如图所示，匀强电场的场强，A、B两点相距0.2m，A、B两点连线与电场线方向的夹角，下列说法正确的是（　　）
A．若取A点的电势为0，则B点的电势
B．A、B两点间的电势差
C．电荷量的试探电荷从A点运动到B点电势能增大8J
D．电荷量的试探电荷从A点运动到B点电势能减小8J
12．如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，则有关放电的论述正确的是（　　）
A．A放电 B．B放电
C．A、B一起放电 D．A、B之间放电
13．如图所示，虚线、、代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的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，同时在等势面上，据此可知（　　）
A．三个等势面中，的电势最低
B．带电粒子在点的电势能比在点的大
C．带电粒子在点的动能与电势能之和比在点的大
D．带电粒子在点的加速度方向水平向右
14．水平线上的O点放置一点电荷，图中画出电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示，以水平线上的某点为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于A，B，C，D，E，则下列说法正确的是（　　）
A．B，E两点的电场强度相同
B．A点电势高于C点电势
C．B，C两点间电势差等于E、D两点间电势差
D．电子沿圆周由D到B，静电力做正功
15．在某电场中，将一带电荷量为q＝＋2.0×10－9C的点电荷从a点移到b点，电场力做功W＝－4.0×10－7J，则a、b两点间的电势差Uab为（　　）
A．－400V B．－200V
C．200V D．400V
二、填空题
16．如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等。有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该带正小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于20eV，运动到b点时动能等于2eV，若取c点为电势零点，小球在b点的电势能为______eV，则当这个带电小球的电势能为6eV时，不计重力和空气阻力，它的动能等于______eV。
17．a和b为电场中的两个点，如果把的正电荷从a点移动到b点，电场力对电荷做了的正功，则该电荷的电势能___________ （填“增加”、“减少”或“不变”）， a、b两点间的电势差___________ V。
18．在等势面上移动电荷时，电场力________（填做功或不做功）；电场强度的方向与放在该点的_______所受电场力方向相同。
三、解答题
19．把带电荷量为2×10-6C的正点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功6×10-6J，取A点电势为零。求：
（1）A、B两点的电势差；
（2）B点的电势；
（3）若把2×10-5C的负电荷由A点移动到B点，电场力做的功。
20．如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，A、B两点相距l，连线AB与电场强度方向的夹角为θ。将一电荷量为q的正电荷分别沿直线AB、折线ACB、曲线ADB从A点移动到B点，静电力各做了多少功？
21．如图所示，在一点电荷产生的电场中，三个等势面a、b和c的电势分别为6V、4V和1.5V，当电量为e的质子从a上某处由静止释放，经过等势面b时的速率为v，求：
（1）该场源电荷带什么电？
（2）质子从等势面a运动到b时电场力做多少功？
（3）质子经过等势面c时的速率为多大？
22．在某电场中，A点电势为10V，B点电势为-30V，将电荷量q=1.2×10-6C的正电荷在该电场中移动，求
（1）A、B两点间的电势差UAB是多少？
（2）把这个电荷从B移到A，电场力做功是多少？
（3）电势能增加了多少？
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．根据等势线的形状可知，电场是由一个点电荷产生的，离点电荷较远的a点电场强度较小，A错误；
B．因为中心电荷的电性无法判断，电场线方向无法判定，则不能比较a、b的电势高低，B错误；
C．根据轨迹的弯曲方向可知，a粒子受到中心电荷的斥力，电场力对a做正功，电势能减小，C错误；
D．b粒子受到中心电荷的引力，电场力对b粒子做正功，动能增大，D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．处于静电平衡的导体，是个等势体，则整个导体为等势体，由于电场线方向总是与等势面垂直，所以实线不是电场线，是等势面，则A错误；
B．根据等势面的疏密表示场强的强弱，则d点的场强较弱，并且电场强度越大的地方电荷密度越大，所以B错误；
C．在“<”形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同，所以C错误；
D．由于a、b在同一等势面上，则电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零，所以D正确；
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
A．根据电场线的疏密表示场强的大小，则点的场强小于点，A错误；
B．电场线的疏密表示场强的大小，Q左侧电场强度小于右侧的电场强度，根据
无穷远处电势为零，则点电势大于0.5V，带正电试探电荷从点移动到点，电场力做功不等于零，B错误；
C．P点左侧电场线比较密，则左侧的场强较大， 根据
则
点电荷与金属板间的电势差等大于0.1V，C错误；
D．金属板处于静电平衡状态，是等势体，表面是等势面，D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．因为b点的等势面比c点密集，可知b点场强大于c点场强，故A错误；
B．电场线与等势面垂直，根据对称性可知a、b两点的场强大小相等，但方向不同，故B错误；
C．ab在同一个等势面上，将正电荷从a点移动到b点过程中电场力不做功，故C正确；
D．因为b点的电势高于c点，将负电荷从b点移动到c点过程中电场力做负功，电势能增加，故D错误；
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
A．根据对称性可知，点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．由于d点场强小于b点场强，故某点电荷从d移到b过程加速度不断增大，故B错误；
C．静电力做功只与初末位置间电势差有关，与路径无关，则点电荷沿移动时电场力做的功与沿移动时一样大，故C正确；
D．电场线与等势面垂直，由图可知不是一条等势线，点电荷沿该线运动时，静电力要做功，不会做匀速圆周运动，故D错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
对质点由a点移到b点的过程中，根据动能定理有
解得
所以
故选D。
7．C
【解析】
【详解】
A．因上下为两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜，则a点所在的线是电场线，选项A错误；
B．因c处的电场线较b点密集，则c点的电场强度比b点大，选项B错误；
C．因bc两处所处的线为等势线，可知b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大，选项C正确；
D．因dg两点在同一电场线上，电势不相等，则将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功不为零，选项D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，电场线的方向向外，可知A点的电势大于B点的电势，所以AB之间的电势差为
UAB=2V
由电场力做功的公式有
W=qUAB═-1.0×10-8C×2=-2.0×10-8J
故B正确，ACD的错误。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
A．由题意可知粒子带正电，对粒子从B到A的运动过程，根据动能定理有
解得
则
故A错误；
BD．根据等量正电荷连线中垂线上电势分布规律可知由C点到A点电势逐渐降低，所以点电荷由C到A的过程中其电势能一直减小，故BD错误；
C．由题意，根据v-t图像斜率表示加速度可知粒子运动到B点时加速度最大，所受电场力最大，所以B点为中垂线上场强最大的点，大小为
故C正确。
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
B．点电荷Q在A、B、C三点构成的平面内，正点电荷Q的电场，EA=EB=EC，则正点电荷在等边三角形ABC的中心O；D为AC的中点，故点电荷Q不在BD连线的中点处，B错误；
A．由几何关系得
再据点电荷的场强公式
可得
A错误；
C．AC两点到正点电荷的距离相等，则
所以
A、D两点间和D、C两点间的电势差满足
C项错误；
D．在正点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，从A点沿直线到C点过程中，电势先增大后减小，则负点电荷q从A点沿直线移到C点的过程中电势能先减小后增大，电场力先做正功再做负功，D项正确；
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
AB．由图可知，AB之间的电势差
又因为
取A点的电势为0。则B点的电势为
故A错误，B正确；
C．电荷量的电荷从A点运动到B点，静电力做正功，电荷的电势能减小，故C错误；
D．电荷量的电荷从A点运动到B点，静电力做负功，电荷的电势能增大，故D错误。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
由题图知，A为尖头、B为圆头。当金属板M、N接在高压电源上时，因末端越尖越容易放电，A容易放电，BCD错误，A正确。
故选A。
13．B
【解析】
【详解】
A．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知负电粒子所受的电场力方向应指向轨迹的凹侧，所以电场线方向指向轨迹的凸侧，沿电场线方向电势降低可知，的电势最高，故A错误；
B．负电荷在电势高处电势能小，可知带电粒子在点电势能比点的大，故B正确；
C.负电荷的总能量守恒，即带电粒子在点的动能与电势能之和与在点相等，故C错误；
D.根据电场线与等势线垂直可知，负电荷粒子在点所受的电场力方向垂直等势线向下，加速度垂直等势线向下，故D错误。
故选B。
14．C
【解析】
【详解】
A．由图看出，B，E两点电场强度的大小相等，但方向不同，而电场强度是矢量，所以B，E两点的电场强度不同，故A错误；
B．根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知离点电荷O越远，电势越低，故A点电势低于C点电势．故B错误；
C．根据对称性可知，B，C两点间电势差与E，D两点间电势差相等，故C正确；
D．由题图可判断D点的电势高于B点的电势，电子沿圆周由D到B，静电力做功为
静电力做负功，故D错误。
故选C。
15．B
【解析】
【分析】
【详解】
根据公式
故选B。
16． 12 8
【解析】
【详解】
[1]小球自a点运动到b时，电场力做负功
Wab=qU ab=2eV-20eV=-18eV ①
由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有
②
从b到c电场力做正功，根据动能定理有
Wbc=qU bc =Ekc-Ekb ③
联立①②③可得
Ekc=14eV
由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在b点
E=Epb+Ekb= EpC+EkC=0+14eV=14eV
小球在b点的电势能为
Epb= E -Ekb=14eV-2eV=12eV
[2]当电势能等于6eV时动能为
Ek= E -Ep=14eV-6eV=8eV
17． 减少 20V
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电场力做得功是电势能的减少量，电场力做了的正功，故电势能减少了；
[2]由
a、b两点间的电势差为20V
18． 不做功 正电荷
【解析】
【详解】
[1]根据功的定义
由于正电荷受力的方向与电场线的方向相同，负电荷受力的方向与电场强的方向相反，而等势面与电场线垂直，即电荷移动的方向与受力的方向夹角为90o，由于
因此电场力不做功。
[2]电场强度方向：规定放在该点正电荷受力的方向为该点电场强的方向。
19．（1）3V；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）A、B两点的电势差为
（2）A、B两点的电势差可表示为
解得
（3）若把2×10-5C的负电荷由A点移动到B点，电场力做的功为
20．；；
【解析】
【分析】
【详解】
电场力做功与路径无关，则正电荷从A到B静电力做功均为
21．（1）该场源电荷带正电；（2）2eV；（3）1.5v
【解析】
【详解】
（1）因为沿电场线方向电势逐渐降低，题中a、b、c三点电势由内到外逐渐降低，可知电场线方向是由内到外的，故该场源电荷带正电。
（2）设质子在a、b的电势分别为，，则由a运动到b电场力做功
（3）设质子质量为m，经等势面c的速度为，c的电势为，由a到c由动能定理得
由a到b由动能定理得
联立两式，代入数据得
22．（1）40V；（2）-4.8×10-5J；（3）4.8×10-5J
【解析】
【详解】
（1）A、B两点间的电势差UAB是
UAB=φA-φB=40V
（2）把这个电荷从B移到A，电场力做功是
W=qUBA=q（φB-φA）=-4.8×10-5J
（3）电场力做负功，电势能增加了4.8×10-5J。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页