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．关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　）
A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
C．场强方向总是指向电势降落最快的方向
D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零
2．某点电荷的电荷量为，在静电场中从点移动到点，除电场力以外的其它力对它做功，点电荷的动能增加了，则、两点间的电势差为（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，下列四幅有关电场说法正确的是（　　）
A．图甲为等量异种点电荷形成的电场线
B．图乙中离点电荷距离相等的a、b两点场强相同
C．图丙中在c点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到d点
D．图丁中e点与f点在同一垂直于电场线的直线上，正电荷+q在e点与f点的电势能相同
4．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
5．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
6．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
7．一个带负电的质点，带电荷量为2.0×10-9 C，在静电场中将该质点由a点移动到b点，在这个过程中，除电场力外，其他外力做的功为J，质点的动能减少了J，则a、b两点间的电势差Uab为（　　）
A．1×104 V B． V C．7×104 V D．V
8．如图所示，虚线为未知电场中的一条等势线，实线为带电粒子的运动轨迹，粒子仅受电场力作用。下列说法正确的是（　　）
A．A点电势高于B点电势
B．粒子在A点时的电势能高于在B点时的电势能
C．粒子在A点时的加速度大于在B点时的加速度
D．粒子在A点时的动能大于在B点时的动能
9．如图所示，电量为Q正电荷均匀地分布在半径为r的圆环上M为圆环平面内点，过圆心O点的x轴垂直于环面，N为x轴上一点，ON=h.则（ ）
A．M、O两点场强都为零 B．M、O、N三点中O点电势最高
C．N点场强大小为 D．过M点以O点为圆心的圆是一条等势线
10．图示的四条实线均为O点处的带电物体产生的电场的电场线，虚线AD为等势线，A、B、C、D分别是四条电场线上的点，则（　　）
A．C点的电场强度大于B点的电场强度
B．C点的电势高于B点的电势
C．A、D两点的电场强度大小不一定相等，但将一个检验电荷由A点移到D点电场力做功为零
D．将一个正电荷由A点移到B点电场力做正功，将一个负电荷由D点移到C点电场力做负功
11．如图所示，虚线O、A、B、C、D是某匀强电场中的5个平行且等距的等势面，一电子经过O时的动能为10eV，从O到C的过程中克服电场力所做的功为6eV，已知等势面A的电势为2V，下列说法正确的是（　　）
A．等势面B上的电势为
B．该电子一定可以到达等势面D
C．该电子经过等势面C时，其电势能为
D．该电子经过等势面A时的速率是经过等势面C时的倍
12．“用DIS描绘电场的等势线”的实验中，在木板上铺有白纸、复写纸和导电纸，最下面的是 纸，该实验应选用 电源。（　　）
A．白，直流 B．复写，直流 C．导电，交流 D．导电，直流
13．下列说法正确的是（　　）
A．电场强度大的地方电势一定高
B．电荷在电势高的地方电势能一定大
C．不管是正电荷还是负电荷，电场力做正功，电势能一定减小
D．处于静电平衡的导体，内部电势处处为零
14．如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示.已知φM=φ N，φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）
A．点电荷Q一定在MP的中点
B．连接PF的线段一定在同一等势面上
C．φP大于φM
D．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功
15．图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在电场中由静止释放一个带正电粒子，该粒子仅在电场力作用下做直线运动，先后经过A、B两点，其速度随时间变化的规律如图乙所示，则（　　）
A．该粒子在A、B两点受到的电场力
B．A、B两点的电场强度大小
C．电场强度方向为由B点指向A点
D．A、B两点的电势
二、填空题
16．把一带电量为的点电荷从电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做功6×10－4J，则AB两点的电势差UAB为________．
17．静电力做功的特点
在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置_______ ，与电荷经过的路径______ 。
18．电势差
（1）定义：电场中两点之间____的差值，也叫作电压。UAB=____，UBA=____，UAB=-UBA。
（2）电势差是_____，有正负，电势差的正负表示电势的_____。UAB>0，表示A点电势比B点电势____。
（3）静电力做功与电势差的关系
WAB=_____或。
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．将一电荷量为+3×10-6C的点电荷从电场中的A点移动到B点，克服电场力做了6×10-5J的功，再将该电荷从B点移动到C点，电场力做了2.4×10-5J的功，求：
（1）AB间、BC间、AC间电势差各为多少？
（2）从A点移到B点，再移到C点，电势能变化了多少？
21．一电场的电场线如图所示。电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和、表示，请判断EA与EB、与的大小，并说明判断的理由。在图中分别画出过A、B两点的等势面。
22．如图所示，甲带电体固定在绝缘水平长木板上的O点，将另一个电荷量为、质量为m的带电物块乙从长木板上的A点由静止释放，释放瞬间甲带电体的加速度大小为（g为重力加速度大小），运动L距离到B点时达到最大速度v。物块乙与长木板间的动摩擦因数为μ，静电力常量为k，木板足够长且固定在水平面上，甲带电体和物块乙均可视为点电荷。求：
（1）O、A两点间的距离x；
（2）A、B两点间的电势差。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，例如距离负点电荷越近的地方场强越大，电势越低，越远的地方场强越小，电势越高，选项A错误；
B．电势差的大小决定于两点间沿电场方向的距离和电场强度，故B错误；
C．沿电场方向电势降低，而且速度最快，故C正确；
D．场强为零，电势不一定为零，电场中肯定存在场强都为零、电势又不相等的两个点，在这样的两个点之间移动电荷，电场力将做功，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
根据动能定理得
得
故选A。
3．D
【详解】
A．图甲为等量同种点电荷形成的电场线，故A错误；
B．图乙中离点电荷距离相等的a、b两点场强大小相同，方向不同，故B错误；
C．由于电场线不是直线，所以正电荷所受电场力方向会时刻变化，正电荷将做曲线运动，其所受电场力将指向轨迹的凹侧，且沿电场线切线方向，所以正电荷不可能沿着电场线运动到d点，故C错误；
D．由题意可知e、f两点位于同一等势线上，所以正电荷+q在e点与f点的电势能相同，故D正确。
故选D。
4．B
【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。
5．C
【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。
6．D
【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。
7．C
【详解】
设电场力做功为W，由动能定理知
可求得
因此a、b两点间的电势差为
故选项C正确，ABD错误。
故选C。
8．B
【详解】
A．电场线与等势线相互垂直，曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧，速度沿轨迹切线方向，假设粒子从A到B运动，作出图像如图所示，由于带电粒子的电性未知，故无法判断电势的高低，A错误；
BD．粒子若仅在电场力的作用下从A到B运动，则电场力与速度方向的夹角是锐角，故电场力做正功，电势能减少，动能增加，假设粒子从B到A运动，电场力做负功，电势能增加，动能减少，B正确，D错误；
C．由于电场线的分布未知，无法判断电场强度的大小，即加速度大小无法判断，C错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．根据矢量合成及对称性可知，在O点，圆环上各对称点产生的场强相互抵消，合场强为零，而M点合场强不为零，故A错误；
B．根据沿电场线电势降低可知，M、O、N三点中M点电势最高，故B错误；
C．设圆环上各点与N点连线和x轴夹角为 ，根据矢量合成N点场强大小为
故C错误；
D．根据等量正点电荷的电场线分布可知，连线中点场强最小，且连线上电场从点电荷出发指向中点。故过M点以O点为圆心的圆是一条等势线，故D正确。
故选D.
10．C
【详解】
A．因B点电场线较C点密集，可知C点的电场强度小于B点的电场强度，选项A错误；
B．沿电场线电势逐渐降低，可知C点的电势低于B点的电势，选项B错误；
C．A、D两点电场线的疏密不一定相同，则两点的电场强度大小不一定相等，但AD两点在同一等势面上，则将一个检验电荷由A点移到D点电场力做功为零，选项C正确；
D．将一个正电荷由A点移到B点电场力做负功，将一个负电荷由D点移到C点电场力做负功，选项D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．因等势面间距相等，由
得相邻虚线之间电势差相等，电子由O到C
即
故
各虚线电势如图所示，电子由O到C，因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，，故A错误；
B．因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实线所示，电子可能到达不了平面D，故B错误；
C．由上分析可知C点的电势为-2V，则经过C时，电势能
故C错误；
D．由O到A
所以
由O到C
所以
则
根据
知
故D正确。
故选D。
12．A
【详解】
本实验中探测等势点时需要探针与最上面的导电纸接触，接触时通过复写纸在最下面的白纸上留下痕迹，因此最下面的是白纸，本实验中用恒定电流场模拟两个等量异种点电荷形成的静电场中的等势线，使用的是直流电源，BCD错误，A正确。
故选A。
13．C
【详解】
A．因为电场强度与电势无关，所以在电场中，电场强度大的地方电势不一定高，故A错误；
B．由可知，正电荷在电势高的地方电势能才大，负电荷在电势高的地方电势能反而低，故B错误；
C．只要电场力做正功，电势能一定减小，即正或负电荷一定是从电势能高的位置移动到电势能低的位置，故C正确；
D．处于静电平衡的导体是等势体，但电势不一定为零，故D错误。
故选C。
14．C
【详解】
A．点电荷的等势面是一系列的同心圆，圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷在MN的中垂线和FP的中垂线的交点上，在MP的连线上，如图所示，但不在MP的中点，故A错误；
B．φP=φF，线段PF是P、F所在等势面(圆)的一个弦，连接PF的线段不在同一等势面上，故B错误；
C．根据图象可知，正点电荷到P点的距离小于到M点的距离，所以φP大于φM，故C正确；
D．在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从P点搬运到N点，电势能降低，故电场力做正功，故D错误.
故选C。
15．B
【详解】
A．v-t图像的斜率表示加速度，由图可知粒子在A点的加速度大于在B点的加速度，粒子只受电场力作用，由牛顿第二定律可知在A点的电场力大于在B点的电场力，故A错误；
B．由电场强度定义式可知， A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确；
C．由图知粒子从A到B是加速运动，说明受沿AB指向B的电场力作用，粒子带正电，所以电场强度方向为由A指向B，故C错误；
D．沿电场线方向电势逐渐降低，由于电场强度方向为由A指向B，所以，故D错误。
故选B。
16．200V
【详解】
由题意知把一带电量为的点电荷从电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做功6×10－4J ，则电场做功
根据电势差与电场力做功的关系得
17． 有关 无关
【详解】
略
18． 电势 φA-φB φB-φA 标量 高低 高 qUAB
略
19．（1）3V；（2）；（3）
【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．（1）-20V，8V，-12V；（2）增加J
【详解】
(1)根据电势差的定义式可得AB间电势差为
根据电势差的定义式可得BC间电势差为
根据电势差的定义式可得AC间电势差为
(2)根据电势能与电场力做功间的关系可得
所以电势能增加了J。
21．，；等势面见解析。
【详解】
在电场中，电场线的疏密反映电场的强弱，电场线越密处电场强度越大故，又因为沿电场线方向电势降低，故，根据电场线和等势面垂直，可画出A、B两点等势面如图所示。
22．（1）；（2）
【详解】
（1）设甲带电体的电荷量为Q。对物块乙在A点进行受力分析，根据牛顿第二定律有
物块乙在B点速度最大。由受力平衡和库仑定律有
解得
（2）物块乙从A点运动到B点根据动能定理得
A、B两点间的电势差
解得
答案第1页，共2页
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