2024鲁科版高中物理必修第三册同步练习--第2节　电势与等势面

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2024鲁科版高中物理必修第三册同步
第2节　电势与等势面
基础过关练
题组一　对电势的理解
1.关于电势下列说法正确的是 (　　)
A.电场中某点电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时,静电力所做的功
B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关
C.由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低
D.电势是描述电场性质的物理量
2.将一正电荷从无限远处移到电场中的M点,电势能减少了 8.0×10-9 J;将另一负电荷(正、负电荷所带电荷量的绝对值相等)从无限远处移到电场中的N点,电势能增加了9.8×10-9 J。若以无限远处为零电势点,M、N两点的电势分别为φM、φN,则下列判断正确的是 (　　)
A.φM<φN<0 B.φN>φM>0
C.φN<φM<0 D.φM>φN>0
3.如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是 (　　)
A.电势φA<φB,场强EA>EB
B.电势φA>φB,场强EAC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少
D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能EpA>EpB
题组二　对等势面的理解及应用
4.(2023吉林白城洮南一中月考)关于等势面的说法,正确的是 (　　)
A.电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用,所以说电场力不做功
B.在同一个等势面上各点的场强大小相等
C.两个不等电势的等势面可能相交
D.若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度能反映场强的大小
5.下列四个图中,a、b两点电势相等、电场强度也相同的是(其中C、D图中的a、b两点位于两电荷连线的垂直平分线上,并且关于连线对称) (　　)
6.(2023云南凤庆第一中学期中)如图所示为带电体周围分布的三个等差等势面,其中a、b、c是等势面上的三个点。已知带电体带正电,则下列说法正确的是 (　　)
A.a点的电势一定高于b点的电势
B.a点的场强一定大于b点的场强
C.带负电的试探电荷在a、c两点的电势能相等
D.将带负电的试探电荷由c点移到b点,电场力做负功
(2021江西九江五校期中)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的4个点,则 (　　)
A.P、Q两点处的电荷等量同种
B.a点和b点的电场强度相同
C.c点的电势低于d点的电势
D.负电荷从a到c,电势能减少
能力提升练
题组一　对电势的理解
1.(2021江苏高邮中学期末)如图所示,在等边三角形ABC所在平面内有一匀强电场,将一带正电的点电荷从A点移到B点和从B点移到C点,电场力均做负功且数值相同,D是AC的中点。下列说法正确的是 (　　)
A.B点的电势等于D点的电势
B.A点的电势等于C点的电势
C.电场的方向由A指向C
D.电场的方向由B指向D
2.(2023福建德化第一中学月考)电荷量相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点,O点是正方形的中心,电场线分布如图所示,取无限远处电势为零。下列说法正确的是 (　　)
A.正方形右下角电荷q带正电
B.M、N、P三点中N点场强最小
C.M、N、P三点中M点电势最高
D.负电荷在P点的电势能比在O点的电势能小
3.(2023北京人大附中期中)两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为P、Q连线的中垂线,交PQ于O点,A为MN上的一点。一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则 (　　)
A.q由A向O的运动是匀加速直线运动
B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小
C.q运动到O点时的动能最大
D.q运动到O点时电势能为零
题组二　等势面的理解及应用
4.(2021山东济南历城第二中学月考)如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知 (　　)
A.三个等势面中,a的电势最高
B.带电质点通过P点时电势能较大
C.带电质点通过P点时动能较大
D.带电质点通过P点时加速度较大
5.(2022陕西咸阳渭城中学月考)如图所示,圆形虚线表示固定于O点的某点电荷电场中的部分等势线,实线为一电子在该电场中由a点经b点和c点的运动轨迹,该轨迹与其中一条等势线相切于b点。若电子只受该电场的作用,则下列说法正确的是 (　　)
A.O点的点电荷带正电
B.a点的电势高于c点的电势
C.电子在a点的加速度大于在c点的加速度
D.电子运动过程中,在b点的电势能最大
第2节　电势与等势面
基础过关练
1.ABD 2.C 3.BC 4.D 5.D 6.BC 7.D
1.ABD　由电势的定义可知选项A正确;由于电势是相对的,电势的数值与零电势点的选取有关,故选项B正确;虽然电势是相对的,但两点的电势的高低是绝对的,选项C错误;电势和电场强度都是描述电场性质的物理量,故选项D正确。
2.C　利用电势能的变化来判断电势的高低。取无限远处电势为零,则正电荷在M点的电势能为-8.0×10-9 J,负电荷在N点的电势能为9.8×10-9 J。由φ=可知,M、N点的电势φM<0,φN<0,且|φN|>|φM|,即φN<φM<0,故C正确。
3.BC　由电场线的疏密反映场强大小知EAφB,所以A错,B对;将正电荷从A移到B,电场力做正功,电势能减少,故C对;负电荷在电势高处电势能小,故D错。
4.D　等势面由电势相等的点组成,等势面处的电场线跟等势面垂直,因此电荷在等势面上移动时,电场力不做功,但并不是不受电场力的作用,A错;等势面上各点场强大小不一定相等,等势面不可能相交,B、C错;等差等势面的疏密反映场强的大小,D对。
5.D　A中a、b两点不在同一等势面上,所以,这两点的电势是不相等的,但这两点的场强相同,故A错;B中a、b两点在同一个等势面上,电势相等,但这两点的场强大小相等、方向不同,故B错;C中a、b两点关于两等量同种电荷的连线对称,所以电势相等,两点的场强大小相等、方向不同,故C错;在D中,a、b两点的电势相等,而且场强的方向相同、大小相等,故选D。
6.BC　带电体带正电,b所在等势面更靠近带电体,则a点的电势一定低于b点的电势,A错误;图中等势面为等差等势面,等差等势面的疏密程度反映场强大小,则a点的场强一定大于b点的场强,B正确;a、c两点在同一等势面上,电势相等,则带负电的试探电荷在a、c两点的电势能相等,C正确;带电体带正电,将带负电的试探电荷由c点移到b点,电场力做正功,D错误。
归纳总结　等差等势面的疏密反映电场强度的大小,等差等势面越密的地方,电场强度越大,反之,电场强度越小。
7.D　由题图可判断P、Q两点处的点电荷为等量异种点电荷,故Q处点电荷带负电,A项错误。a、b两点的电场强度方向不同,故B项错误。由两等量异种点电荷的等势面分布情况知φc>φd,故C项错误。由两等量异种点电荷的等势面分布情况知φa<φc,故负电荷从a到c,电势能减少,故D正确。
能力提升练
1.A 2.AC 3.BC 4.BD 5.BD
1.A　因为将一带正电的点电荷从A点移到B点和从B点移到C点,电场力均做负功且数值相同,所以B点与D点的电势相等,A点与C点的电势不相等,选项A正确,B错误;因为φA<φC,所以电场的方向由C指向A,选项C、D错误。
2.AC　根据电场线的特点及图中电场线方向可知,正方形左上角电荷带正电,右上角电荷带负电,右下角电荷带正电,左下角电荷带负电,A正确;根据电场线的疏密反映场强大小,M、N、P三点中M点场强最小,B错误;依据对称性可知,O点电势为零,M点电势为零,N、P两点更接近负电荷,所以M、N、P三点中M点电势最高,C正确;将负电荷从P点移动到O点,电势升高,电场力做正功,电势能减少,所以负电荷在P点的电势能比在O点的电势能大,D错误。故选A、C。
归纳总结　空间中某点有多个电场存在时,该点的电势应为各电场在该点的电势的叠加,遵循代数和,且离正电荷越近,电势越高,离负电荷越近,电势越低。
3.BC　q由A向O运动的过程中,静电力的方向始终由A指向O,但静电力的大小变化,所以电荷q做变加速直线运动,静电力做正功,q通过O点后在静电力的作用下做变减速运动,所以q到O点时速度最大,动能最大,电势能最小,因无限远处的电势为零,则O点的电势φ>0,所以q在O点的电势能不为零,故选项B、C正确,选项A、D错误。
4.BD　带电质点无论是从P点向Q点运动还是从Q点向P点运动,质点所受电场力均指向轨迹内侧,由于质点带正电,所以电场线指向左下方,沿电场线方向电势逐渐降低,故c的电势最高,a的电势最低,故A错误;因为P点电势大于Q点电势,故带正电的质点在P点的电势能大于在Q点的电势能,在P点的动能小于在Q点的动能,故B正确,C错误;等差等势面密的地方,电场线密,场强大,故P点场强大,质点在P点所受电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,故D正确。
5.BD　由题图可知,电子受到排斥力,所以O点的点电荷带负电,故A选项错误;O点的点电荷周围的电场线由无穷远指向O点,沿电场线方向电势逐渐降低,所以a点的电势高于c点的电势,故B选项正确;离O点的点电荷越近场强越大,电子在a点所受电场力小于在c点所受电场力,由牛顿第二定律知电子在a点的加速度小于在c点的加速度,故C选项错误;电子从a到b电场力做负功,电势能增大,从b到c电场力做正功,电势能减小,所以在b点电势能最大,故D选项正确。
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