10.2 电势差-2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册培优同步课时训练（word含答案）

2021-2022年高二物理必修第三册培优同步专题训练（人教版2019）
10.2 电势差
一、单选题。本大题共12小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．关于false和WAB=qUAB的理解，正确的是（　　）
A．电场中的A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
B．在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力做的功WAB和电量q成正比
C．UAB与q、WAB无关，但不移动电荷UAB即为零
D．WAB与q、UAB无关，但与电荷移动的路径有关
2．如图所示，虚线是某静电场的一簇关于x轴对称的等势线，线边上标有电势的值，一带电粒子只在电场力的作用下恰能沿图中的实线从A经过B运动到C，则（ ）
A．粒子在A处的电势能大于在C处的电势能
B．A点场强大于B点场强
C．带电粒子带负电，且在B点所受电场力沿x轴负方向
D．粒子从A到C的电场力所做的功大于从A到B电场力做的功
3．如图所示，在圆心O处固定一正点电荷，现从P点以相同的速率发射两个检验电荷a、b，只在电场力作用下分别沿PM、PN运动到M、N两点，M、N都在以O为圆心的圆上．若检验电荷a、b的质量、电荷量均相等，则下列判断正确的是(　　)
A．a带正电，b带负电,
B．P点的场强大于N点的场强
C．a、b到达M、N时两粒子速率相等
D．a电荷电势能减少，b电荷电势能增加
4．如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电。电量为10－6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10－5J，已知A点的电势为－10V，则以下判断正确的是（　　）
A．B点电势为－10V
B．B点电势为－20V
C．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示
D．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
5．对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是（　　）
A．电势差的定义式false，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比
B．A、B两点间的电势差UAB与移动电荷的电荷量q无关
C．把负电荷从A点移到B点电场力做正功，则有UAB＞0
D．电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时静电力所做的功
6．在某电场中，A、B两点间的电势差false=60 V，B、C两点间的电势差false=–50 V，则A、B、C三点电势高低关系是
A．false B．false
C．false D．false
7．如图所示，AB是点电荷电场中同一条电场线上的两点，把点电荷false为false的试探电荷从无穷远移到A点，静电力做的功为false；把点电荷false为false的试探电荷从无穷远移到B点，静电力做的功为false，下列说法正确的是（　　）
A．场源电荷是正电荷，位于A的左侧
B．场源电荷是正电荷，位于B的右侧
C．场源电荷是负电荷，位于A的左侧
D．场源电荷是负电荷，位于B的右侧
8．对于静电场中的false两点，下列说法正确的是（ ）
A．点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点电场强度的方向
B．电势差的公式false，说明false两点间的电势差false与静电力做功false成正比，与移动电荷的电荷量false成反比
C．根据false，电场强度与电场中两点间的距离false成反比
D．若将一正电荷从false点移到false点电场力做正功，则false点的电势高于false点的电势
9．一个带正电的质点，电荷量q=2.0×10﹣9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除静电力外，其他力做的功为2.0×10﹣5 J，质点的动能增加了8.0×10﹣5 J，则a、b两点间的电势差为（ 　）
A．3.0×104 V B．1.0×104 V C．4.0×104 V D．7.0×104 V
10．图示是点电荷Q周围的电场线，A点到Q的距离小于B点到Q的距离．以下判断正确的是
A．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
B．Q是正电荷，A点的电势低于B点的电势
C．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
D．Q是负电荷，A点的电势高于B点的电势
11．一电场的电场线分布如图所示，电场中有A、B、C三点，且AB=BC，则下列关系中正确的是（　　）
A．电场强度大小关系为EA=EC>EB
B．电势false
C．将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功
D．将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电势能先增大再减小
12．如图所示，L1、L2、L3为等势为面，两相邻等势面间电势差相同，取L2的电势为零，有一负电荷在L1处动能为30J，运动到L3处动能为10J，则电荷在L3的电势能是（不计重力和空气阻力）（　　）
A．-20J B．-10J C．10J D．20J
二、多选题。本大题共3小题，每小题有两项或以上符合题意。
13．在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为＋Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为－q的带电小球，小球经过P点时速度为v，图中θ＝60°，则在＋Q形成的电场中
A．N点电势高于P点电势
B．false
C．P点电场强度大小是N点的2倍
D．带电小球从N点到P点的过程中电势能减少了false
14．将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝缘导体A，如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．导体B上各点的场强大小相等
B．导体A内部的场强一定为零
C．导体B的左端电势比右端电势高
D．导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零
15．如图，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O 为圆心，两实线分别为带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e 为轨迹和虚线圆的交点，不计重力. 下列说法正确的是
A．M 带负电荷，N 带正电荷
B．M 在b点的动能大于它在a点的动能
C．N 在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
D．N 在d 点的电势能等于它在e 点的电势能
三、解答题。本大题共6小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
16．电荷量为-6×10-6C的点电荷从电场中的A点移动到B点，静电力做功3×10-5J；从B点移动到C点，静电力做功-3×10-5J。求A、B两点间和B、C两点间的电势差。A、B、C三点中哪点电势高？请说明如何根据静电力做功来确定电场中两点电势的高低。
17．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？
18．某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布。若单位正电荷沿任一路径从false点移到false点，静电力所做的功是多少？说明理由。正电荷从false点移到false点，跟从false点移到false点，静电力所做的功是否相等？说明理由。
19．在匀强电场中把电荷量为false的点电荷从false点移动到false点，静电力做的功为false。再把这个电荷从false点移动到false点，静电力做的功为false。
(1)false、false、false三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？
(2)false、false间，false、false间，false、false间的电势差各是多大？
(3)把电荷量为false的点电荷从false点移动到false点，静电力做的功是多少？
(4)根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出false、false、false三点可能的位置。
20．如图，在电场强度为false的匀强电场中有false、false、false三个点，false为false，false为false，其中false沿电场方向，false和电场方向的夹角为false。将电荷量为false的正电荷从false点移到false点，再从false点移到false点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由false点移到false点，静电力做的功又是多少？
21．如图所示，固定于同一条竖直线上的false、false是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为false和false，false、false相距为false。false是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球false，质量为false、电荷量为false（可视为点电荷，不影响电场的分布），现将小球false从与点电荷false等高的false处由静止开始释放，小球false向下运动到与false点距离为false的false点时，速度为false。已知false与false之间的距离为false，静电力常量为false，重力加速度为false。（重力不可以忽略）求：
(1)false、false间的电势差false。
(2)false点处的电场强度false的大小。
(3)小球false经过与点电荷false等高的false点时的速度。
参考答案
1．B
【解析】A、C电势差公式false 是比值定义法，电场中的A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q和电场力做功均无关．故AC错误，
B、电场中A、B两点间的电势差是一定的，在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电量q成正比．故B正确．
D、由公式WAB=qUAB可知，WAB与q、UAB都有关，与电荷移动的路径无关．故D错误．
故选B．
2．C
【解析】AC.根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向右，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带负电．且在B点所受电场力沿x轴负方向，粒子在A处的电势能小于在C处的电势能，故A错误，C正确；
B.等差等势面的疏密反映电场强度的大小，A处场强小于C处场强，故B错误；
D.因AC的电势差小于AB的电势差，则粒子从A到C的电场力所做的功小于从A到B电场力做的功，选项D错误；
故选C。
3．D
【解析】由轨迹看出，点电荷左侧的带电粒子b有排斥力，所以b带正电荷；对右侧的带电粒子a有吸引力，所以a带负电荷。故A错误。点电荷的电场特点是近处大，远处小，P点的场强小于N点的场强。故B错误；b受排斥力，电场力做负功，动能减小，电势能增大；a受吸引力，电场力做正功，电势能减小，动能增大，所以a、b到达M、N时两粒子速率不相等。故C错误，D正确。故选D。
4．C
【解析】AB．从A点运动到B点微粒的动能减少了10－5J，则电场力做功
WAB=－10－5J
则AB两点间的电势差
false
已知A点的电势为－10V，所以B点电势为0V，故AB错误；
CD．带正电的粒子运动过程中动能减小，说明电场力做负功，粒子由低电势向高电势运动，即A点电势低于B点电势，电场方向水平向左，所以电场力方向向左，根据物体做曲线运动的轨迹总是夹在合力与速度方向之间，所以得微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示，故C正确，D错误。
故选C。
5．B
【解析】AB．电场中某两点的电势差是由电场本身决定的，与移动电荷的电量以及电场力做功均无关，选项A错误，B正确；
C．把负电荷从A点移到B点电场力做正功，则A点电势较低，有UAB<0，选项C错误；
D．电场中A、B两点间的电势差UAB等于把单位正电荷q从A点移动到B点时电场力做的功。故D错误。
故选B。
6．C
【解析】A、B两点间的电势差false，知A点的电势比B点的电势高60V，B、C两点间的电势差false，知B点的电势比C点的电势低50V，则A点的电势比C点的电势高10V，所以false，C正确．
7．C
【解析】由于
false
则
false
由于
false
则
false
可知
false
可知场源电荷是负电荷，位于A的左侧。
故选C。
8．D
【解析】
正点电荷所受的电场力与电场强度方向相同，负点电荷所受的电场力与电场强度方向相反，故A错误；电势差的公式false，运用比值法定义，电势差UAB与静电力做功、移动电荷的电荷量无关，故B错误；公式false中，d是两点沿电场方向的距离，只适用于匀强电场，而匀强电场的电场强度处处相同，场强与d无关，故C错误；根据公式WAB＝qUAB知，WAB＞0，q＞0，则UAB＞0，则A点的电势高于B点的电势，故D正确．所以D正确，ABC错误．
9．A
【解析】质点在电场中移动，根据动能定理有：
false
得a、b两点间的电势差
false
故选A．
10．A
【解析】电场线是从正电荷出发止于负电荷，所以Q是正电荷，根据电场线的疏密，A点的电场强度大于B点的电场强度，沿着电场线方向电势降低，所以A的电势高于B点的电势；故A正确，BCD错误；
故选A。
11．D
【解析】A．由电场线分布可知EA=ECB．根据等势面与电场线垂直，以及电场的对称性作出等势面，可知A、C在同一等势面上，B点电势高于A、C点电势，B错误；
C．故false，false，将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做正功再做负功，C错误；
D．将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先增大再减小，D正确。
故选D。
12．C
【解析】因为L2的电势为零，再设L1的电势为φ，则L3处的电势为-φ，所以负电荷在L1处的电势能为
Ep1=φq
在L3处的电势能为
Ep3=-φq
因为电荷的能量守恒，即动能与电势能的和不变，故
Ep1+Ek1= Ep3+Ek3
即
φq+30J=-φq+10J
解得
φq=-10J
所以L3处的电势能为
Ep3=-φq=-（-10J）=10J
故选C。
13．BD
【解析】根据顺着电场线方向电势降低可知，N点距离正电荷较远，则N点电势低于P点电势．故A错误．根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程：-qUNP=falsemv2，解得false，则false．故B正确．P点电场强度大小是false，N点电场强度大小是false，则EP：EN=rN2: rP2=4：1．故C错误．带电小球从N点到P点的过程中，电场力做正功falsemv2，电势能减少了falsemv2，故D正确．故选BD.
14．BD
【解析】A．由于静电感应，B两端出现等量异种电荷，场强大，其他地方电荷少，场强小，A错；
B．处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为0，B对；
C．导体是等势体，C错；
D．C点合场强为0，导体B上感应电荷产生的场强与A产生的场强等大反向，D对。
故选BD。
15．AD
【解析】A．由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确．
B．M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B错误．
C．N受到排斥力，从c到d，库仑斥力做正功，故C错误．
D．因为de两点在同一等势面上，则N 在d 点的电势能等于它在e 点的电势能，选项D正确．
16．false，false，false，电场力对正电荷做正功，电势降低，电场力对负电荷做正功，电势升高；电场力对正电荷做负功，电势升高，电场力对负电荷做负功，电势降低；电场力不做功，电势不变
【解析】根据电势差公式得
false，false
根据电势差与电势的关系得
false
电场力对正电荷做正功，电势降低，电场力对负电荷做正功，电势升高；电场力对正电荷做负功，电势升高，电场力对负电荷做负功，电势降低；电场力不做功，电势不变。
17．false；false；false
【解析】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
false
18．见解析
【解析】根据电场线与等势面垂直，则电场线如图所示
AB在同一等势面上，则静电力所做的功为0；
AB在同一等势面上，故AC电势差与BC间的电势差相同，都为4V，正电荷做功为W=qU，故做功相同。
19．(1)false点电势最高，false点电势最低；(2)false，false，false；(3)false；(4)
【解析】(1)电荷从false点移动到false点，静电力做正功，所以false点电势比false点电势高。电荷从false点移动到false点，静电力做负功，所以false点电势比false点电势高。但false、false之间电势差的绝对值比false、false之间电势差的绝对值大，所以false点电势最高，false点电势次之，false点电势最低；
(2)根据静电力做的功与电势差的关系，false、false间的电势差
false
false点电势比false点电势高false；同样，根据静电力做的功与电势差的关系，false、false间的电势差
false
false点电势比false点电势高false；false、false间的电势差
false
(3)电荷量false的点电荷，从false点移动到false点时，静电力做的功为
falsefalse
即静电力做正功false；
(4)电场分布示意图和false、false、false三点可能的位置如图所示
20．false；false
【解析】静电力做功
false
电场力做功与路径无关，则将该电荷沿直线由false点移到false点，静电力做的功仍为false.
21．(1)false；(2)false；(3)false
【解析】(1)小球false由false点运动到false点的过程，由动能定理得
false
所以
false
(2)小球false经过false点时受力如图所示
由库仑定律得
false
它们的合力为
false
所以false点处的电场强度大小
false
(3)小球false由false点运动到false点的过程中，由动能定理得
false
由电场特点可知
false
解得false。