第十章第2节电势差势强化训练-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十章第2节电势差势强化训练
第I卷（选择题）
一、单选题
1．下述说法正确的是
(
)
A．场强为零的地方，电势不一定为零
B．等势面上各点场强大小相等
C．电荷处在电势越高的地方电势能越大
D．电场中电场强度越大的地方，电势越高
2．在静电场中，下述说法正确的是（　　）
A．正电荷由高电势处运动到低电势处，电势能增加
B．正电荷由高电势处运动到低电势处，电势能减小
C．负电荷由低电势处运动到高电势处，电势能增加
D．负电荷由高电势处运动到低电势处，电势能减小
3．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷．达到静电平衡后，
(
)
A．a端的电势比b端的高
B．b端的电势比d点的低
C．a端的电势不一定比d点的低
D．杆内c处场强的方向由a指向b
4．图中虚线是某电场的一组等势面．两个带电粒子从P点沿等势面的切线方向射入电场，粒子仅受电场力作用，运动轨迹如实线所示，a、b是实线与虚线的交点．下列说法正确的是（　　）
A．两粒子的电性相同
B．a点的场强小于b点的场强
C．a点的电势高于b点的电势
D．与P点相比两个粒子的电势能均增大
5．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是（
）
A．、两点的场强相等
B．、两点的场强相等
C．、两点的电势相等
D．、两点的电势相等
6．如图所示，实线为一簇电场线，虚线是间距相等的等势面，一带电粒子沿着电场线方向运动，当它位于等势面上时，其动能为20eV，当它运动到等势面上时，动能恰好等于零．设，则当粒子的动能为8eV时，其电势能为（
）
A．28eV
B．12eV
C．4
eV
D．2
eV
7．如图所示，原来不带电的绝缘金属导体，在其两端下面都悬挂着金属箔，若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的右端，下列说法正确的是（
）
A．只有右端金属箔张开，且右端带正电
B．两端的金属箔都张开，且左端带负电，右端带正电
C．两端的金属箔都不张开，且左端带正电，右端带负电
D．若移去金属球，则导体两端的金属箔仍张开
8．电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为，在B点的电势能为。已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量大小为，那么（　　）
A．该电荷为负电荷
B．该电荷在A点所受的电场力比在B点所受的电场力大
C．A、B两点的电势差
D．把电荷从A移到B，电场力做功为
9．如图所示，M、N两点分别在带电荷量为的点电荷所产生电场的两个等势面上，则（　　）
A．M点的场强比N点的大
B．M点的电势比N点的低
C．正电荷从M点移至N点时，其电势能减少
D．要比较M、N哪一点电势高，与零电势的选择有关
10．如图所示,三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面,电势值分别为、、,实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点来说(????)
A．粒子必先过a,再到b,然后到c
B．粒子在三点的合力
C．粒子在三点的动能大小为
D．粒子在三点的电势能大小为
11．将一金属小球置于竖直放置的带电平行金属板间，A、B间电场线分布如图所示，则下列判断正确的是
A．EM＞EN，φM＜φN
B．EM＜EN，φM＞φN
C．将正试探电荷从M点移到N点，电场力做正功
D．将负试探电荷从M点移到N点，电荷的电势能减小
12．孤立点电荷电场中的一簇等势面如图中虚线所示，其电势分别为φ1、φ2、φ3，其中A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且AB＝BC.现将一负电荷由A移到B，电场力做正功W1；由B移到C，电场力做正功W2，则(　　)
A．W1＝W2，φ1＜φ2＜φ3
B．W1＞W2，φ1＜φ2＜φ3
C．W1＝W2，φ1＞φ2＞φ3
D．W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3
13．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
14．如图所示，虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0，一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过点时的动能分别为和，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为，它的动能应为（　　）
A．
B．
C．
D．
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．将一电荷量为的负电荷在电场中从A点移动到B点，克服电场力做功为，则A、B的电势差为________V．若已知，则________V．
16．在一次闪电中，两块云间的电势差约为。从一块云移到另一块云的电量约为30C，那么在这次闪电中所放出的能量约为__________J。
17．如图所示，ABC为一等边三角形的三个顶点,三角形的边长为
2cm，某匀强电场的电场线平行该三角形所在的平面．现将带电量为10－8C的正点电荷从A点移到C点，电场力做功为3×10－6J；将另一带电量为10－8C的负电荷从A电移到B点，克服电场力做功3×10－6J，则该匀强电场的电场强度为_______V/m．
三、解答题
18．一个电场中有、两点，电荷量为的试探电荷放在电场中的点，具有的电势能；为的试探电荷放在电场中的点，具有的电势能。现把为的试探电荷由点移到点，静电力做正功还是负功？数值是多少？
19．在电场中把电量为2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，电场力做功1.5×10-7J，再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功4.0×10-7J．
(1)求A、C两点间电势差
(2)电荷从A经B移到C，电势能的变化怎样
20．如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，有一个质量为m，带电量为+q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打到A板，试讨论A、B板间的电势差是多大？
21．如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的四个等势面，相邻等势面间距离均为，已知a、c间的电势差。
（1）求电场强度的大小；
（2）设B点的电势为零，求C点的电势；
（3）将的点电荷由A移到C，求电场力做的功W；
（4）将的点电荷由B移到C，再经D最后回到P，求整个过程中电场力所做的功。
参考答案
1．A
【详解】
A．电势与电场强度大小之间不存在必然联系，场强为零的地方，电势不一定为零，A选项正确；
B．等势面上各点电势相等，电场强度不一定相等，B选项错误；
C．电势能可见在电荷量一定的情况下，电势越高，正电荷电势能越大，而负电荷电势能越小，C选项错误；
D．电势与电场强度大小之间不存在必然联系，电场中电场强度越大的地方，电势越不一定高，D选项错误。
故选A。
2．B
【详解】
AB．正电荷由高电势处运动到低电势处，则电荷量q
>
0，电势差U
>
0，由W
=
qU可知，电场力做正功，所以电势能减小，故A错误，B正确；
C．负电荷由低电势处运动到高电势处，则电荷量q
<
0，电势差U
<
0，由W
=
qU可知，电场力做正功，所以电势能减少，故C错误；
D．负电荷由高电势处运动到低电势处，则电荷量q
<
0，电势差U
>
0，由W
=
qU可知，电场力做负功，所以电势能增加，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
ABC．达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到
φd＞φb=φc=φa
故AC错误，B正确；
D．由于杆处于静电平衡状态，所以内部的场强处处为零，选项D错误．
故选B．
4．B
【详解】
A．根据轨迹的弯曲方向可知，a粒子受到中心电荷的斥力，而b粒子受到中心电荷的斥力，说明a与中心电荷电性相同，b与中心电荷的电性相反，则两粒子的电性相反．故A正确；
B．由等势面的分布可知，该电场是点电荷产生的，由场强公式可知，a点的场强小于b点的场强．故B正确；
C．由于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．故C错误；
D．电场力对两粒子均做正功，则两个粒子的电势能均减小．故D正确。
故选ABD。
5．D
【详解】
试题分析：电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与2比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大．故A错误；电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与3比较，它们的电场强度的大小及方向都不同．故B错误；顺着电场线，电势降低，所以1点的电势高于2点处的电势．故C错误；由题目可得，2与3处于同一条等势线上，所以2与3两点的电势相等．故D正确．故选D．
6．D
【详解】
试题分析：粒子从等势面φ1到等势面φ3做减速运动，动能减少20eV，由于相邻两等势面间电势差相等，所以从a等势面φ1到等势面φ2的过程中动能减少10eV，因此在等势面φ2时动能为10eV．此时电势能为0，因此总能量为10eV，则当粒子的动能等于8eV时，电势能为2eV．故D正确，ABC错误．故选D．
7．B
【详解】
ABC．带负电的金属球A靠近导体，根据感应起电可知，导体的右端带与A异种的电荷，即导体右端带正电，导体的左端带与A同种的电荷，即导体左端带负电，且两端的金属箔都张开，A、C错误，B正确；
D．若移去金属球，导体两端产生的电荷会立即中和，整体呈电中性，导体两端的金属箔都闭合，D错误。
故选B。
8．A
【详解】
A．点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，而由图可知，电场线由B指向A，则A点电势小于点电势，故该电荷一定为负电荷，故A正确；
D．从A到B电场力做功
故D错误；
C．根据
得
故C错误；
B．因该电场线周围的电场线分布情况未知，所以两点的场强大小无法比较，电场力大小也无法判定，故B错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．根据点电荷产生的电场特点可知，距离点电荷近的位置电场强度大，则有M点的场强比N点的小，故A错误；
B．沿着电场线的方向，电势逐渐降低，则M点的电势比N点的高，故B错误；
C．正电荷从M点移至N点时，电场力做正功，则其电势能减少，故C正确；
D．要比较M、N哪一点电势高，即要求两点的电势差，与零电势的选择无关，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会的到如图的轨迹．选项A错误．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等．选项B正确；带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在C点的动能最大，在b点的动能最小．选项C、D错误．故选B．
11．C
【详解】
电场线的疏密表示电场强度的强弱，由图象知M点处的电场强度大于N点处的电场强度，沿电场线的方向电势逐渐降低，M点处的电势高于N点电势，故A
B错误；将正检验电荷从M点移到N点，即将正电荷沿电场线方向移动，电场力做正功，故C正确；将负检验电荷从M点移到N点，电场力做负功，该电荷的电势能增加，故D错误．故选C．
12．B
【详解】
由题，将一负电荷由A移到B，电场力做正功，可知负电荷受到的电场力的方向向右，结合负电荷受到的电场力的方向与电场线的方向相反，可知该电场线的方向向左，即由C指向A．沿电场线的方向电势降低，所以C点的电势最高，A点的电势最低，即φ1＜φ2＜φ3；
该电场线的方向向左，由C指向A；再结合图中等势面的特点可知产生该电场的点电荷带负电且位于A点的左侧，所以A处的场强最大，C处的场强最小，根据电场强度与电势差的关系：U=Ed可知，AB之间的电势差一定大于BC之间的电势差，即：UCB＜UBA，又电场力做功：W=qU，所以：W1＞W2．故选B.
13．C
【详解】
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。
14．A
【详解】
经过a、b点时的动能分别为和，图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，故电荷经过相邻两个等势面时的动能减小量为
因此，经过等势面3时的动能为，只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故有
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
15．400
-400
【详解】
[1]由题意，电荷量为，电场力做功，则两点间电势差为：
[2]
解得：
16．
【详解】
由题意可假设闪电过程中云间电势差保持不变，那么在这次闪电中所放出的能量为
17．104
【详解】
根据题意可知
则B、C电势相等，则，所以电场线方向为垂直于BC连线向右下方，电场强度的大小：
18．静电力做负功，
【详解】
A点的电势为
B点的电势为
则
19．（1）-125V；（2）2.5×10-7J
【详解】
试题分析：（1）
（2），
所以电荷电势能增加2.5×10-7J
考点：电场力功与电势能的关系．
20．A、B板间的电势差是或
【解析】
解：当电场力方向向下时，UA＞UB，电场力做负功，由动能定理得：
﹣qUAB﹣mg（H+h）=﹣
解得：UAB=
当电场力方向向上时，UA＜UB，电场力做正功，由动能定理得：
qUBA﹣mg（H+h）=﹣
解得：UBA=
答：A、B板间的电势差是或
21．（1）；（2）；（3）；（4）0
【详解】
（1）a、c间的距离为，则
（2）因为
则
可得
（3）根据电场力做功的公式可得
（4）B、P是同一等势面上的两点，在同一等势面上移动电荷不做功，故