第十章第2节电势差势巩固练习 Word版含答案

2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第三册第十章第2节电势差势巩固练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．关于电场力做功与电势差的关系，下列说法正确的是（
）
A．M、N两点间的电势差等于将单位电荷从M点移到N点电场力做的功
B．不管是否存在其他力做功，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少
C．在两点间移动电荷电场力做功为零，则这两点一定在同一等势面上，且电荷一定在等势面上移动
D．在两点间移动电荷，电场力做功的多少与零电势的选取有关
2．a和b为电场中的两个点，如果把的负电荷从a点移动到b点，电场力对该电荷做了的正功，则该电荷的电势能和???????
A．增加了，
B．增加了?，10V
C．减小了，10V
D．减小了，
?
3．如图所示，将长为L不带电的金属棒放在场强为E的匀强电场中，棒与等势面的夹角为α，则棒两端的电势差最终为
A．EL
B．ELcosα
C．ELsinα
D．0
4．如图所示，Oxy坐标系中，将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点，需克服静电力做功W；若从a点移至x轴上c点时，也需克服静电力做功W，那么关于此空间存在的静电场不可能的是（
）
A．存在电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场
B．存在电场强度方向沿y轴正方向的匀强电场
C．处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场
D．处于第IV象限某一位置的负点电荷形成的电场
5．如图，在等边三角形abc的中心O处有一带正电的点电荷，d为ac边的中点，则在该点电荷产生的电场中（
）
A．a、b、c点的电场强度相同
B．a、c、d点的电势差满足Uad＝Udc
C．电子在a点时的电势能小于在b点的电势能
D．电子在a点时的电势能大于在d点的电势能
6．如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷分别置于A、B两点，虚线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是
A．A点电势大于B点电势
B．A、B两点的电场强度相等
C．的电荷量小于的电荷量
D．在A点的电势能小于在B点的电势能
7．一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
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
8．如图所示，在O点置一点电荷Q，以O为圆心作一圆。现将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点，则电场力做功最多的过程是（　　）
A．移到B的过程
B．移到C的过程
C．移到D的过程
D．三个过程一样多
二、多选题
9．如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方，有带正电的点电荷＋Q，一表面绝缘带正电的金属小球C可视为质点，且不影响原电场，自左向右以初速v０向右运动，则在运动过程中（　　）
A．小球先做减速后加速运动
B．小球做匀速直线运动
C．小球受到的电场力的做功不为零
D．小球受到的电场力对小球做功为零
10．如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（
）
A．粒子一定带正电
B．粒子在a点和在c点的加速度相同
C．粒子在a、c之间运动过程中的动能先增大后减小
D．粒子在a点的电势能比在b点时的电势能大
11．如图所示，一导体AB在点电荷Q的电场中发生静电感应，下列说法正确的是(　　)
A．导体中M、N两点的电场强度相等
B．感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强
C．如果在AB间用一导线连接，则导线中将有电流产生
D．N点的电势大于M点的电势
12．如图所示，一个原来不带电的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，空心金属球的球心为O，a、b两点为空心金属球内部的两点，a、b、O与点电荷Q位于一条直线上。下列说法正确的是（
）
A．O点的场强为零，a、b两点场强不为零
B．a、b、O三点的电势相等
C．空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强方向相反
D．空心金属球上的感应电荷在a点产生的场强比在b点产生的场强小
13．如图所示，纸面内间距均为L的A、B、C三点位于平行于纸面的匀强电场中。电荷量为q=1.0×10-5C的负电荷由A点移动到C点克服电场力做功为，该电荷由C点移动到B点电场力做功为W2=-2.0×10-5J。若B点电势为零，以下说法正确的是
A．A点的电势为2V
B．A点的电势为-2V
C．匀强电场的方向为由C点指向A点
D．匀强电场的方向为垂直于AC指向B点
14．如上图所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷，现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相同的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，以下判断正确的是（　　）
A．两粒子带同种电荷
B．两粒子带异种电荷
C．到达M、N时两粒子速率仍相等
D．到达M、N时两粒子速率不相等
第II卷（非选择题）
三、填空题
15．如图所示虚线为电场中的一簇等势面，、两等势面间的电势差为10，且的电势高于的电势，相邻两等势面电势差相等，一个电子在电场中通过的轨迹如图中实线所示，电子过点的动能为8，它经过点时的动能为________，电子在点的电势能比在点的电势能________．
16．如图所示,MN表示两个等势面,一个负电荷在M面上的D点具有电势能为+2.4×10-3J,在N等势面上的F点具有的电势能为+0.8×10-3J,如果将这个负电荷从C点移到E点电场力做功是_________J．______等势面电势高;电场线AB的方向是_______指向__________
17．如图所示，在匀强电场中，将一带电粒子从电势为600V的A点移到电势为300V的B点，要克服电场力做功。则该粒子带________电，带电荷量为______C．若A、B连线与电场线方向的夹角为，且，则该匀强电场的电场强度为________V/m．
四、解答题
18．在匀强电场中把电荷量为的点电荷从点移动到点，静电力做的功为。再把这个电荷从点移动到点，静电力做的功为。
(1)、、三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？
(2)、间，、间，、间的电势差各是多大？
(3)把电荷量为的点电荷从点移动到点，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、、三点可能的位置。
19．如图，在电场强度为的匀强电场中有、、三个点，为，为，其中沿电场方向，和电场方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从点移到点，再从点移到点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由点移到点，静电力做的功又是多少？
20．如图所示为一匀强电场，已知场强。现让一个电荷量的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离s=30cm。试求：
(1)电荷从M点移到N点电势能的变化；
(2)M，N两点间的电势差。
21．在做“电场中等势线的描绘”的实验时，先在导电纸上画出电极a和b（模拟为点电荷）的连线，在连线上选取间距大致相等的5个点c、d、e、f、g，如图所示．G为灵敏电流表，甲、乙为两探针．在实验时将a、b接入电源
（1）为得到过d点的等势线，须不断移动探针_____（填“甲”
或“乙”）
（2）在下图上画出过f点的等势线
（3）对于该实验的认识与判断，下列说法正确的是（
）
A．电流表读数为零时表明所测两点的电势差为零
B．如果将一根探针接触连线中点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极，电流表的读数是逐渐变小的
C．在实验过程中电极与导电纸的相对位置不能再改变
D．从实验原理来说，如用电压表代替电流表也可以描绘出等势线
参考答案
1．B
【详解】
A.
根据电势差电场力做功的关系式得，两点间的电势差等于将电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功与电荷量的比值，故M、N两点间的电势差等于将单位正电荷从M移到N电场力所做的功，故A错误.
B.
根据功能关系得知，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少，故B正确.
C.
若在两点间移动电荷，电场力做功为零，则这两点的电势一定相等，但不一定在等势面上移动，故C错误.
D.
根据W=qU可知，在两点间移动电荷，电场力做功的多少与零电势的选取无关，而与电势差有关，故D错误.
2．D
【详解】
负电荷从a点移动到b点，电场力对该电荷做了4×10-7J的功，则在这个过程中，电荷的电势能减小了4×10-7J．根据电势差公式
得a、b两点间的电势差为：，故选D.
3．D
【详解】
金属棒放在匀强电场中，由于静电感应，棒内电荷重新分布，最终达到静电平衡状态，整个金属棒是一个等势体，所以棒两端的电势差最终为0．故D正确．
4．B
【详解】
根据题意符合条件的电场应满足a点的电势高于b、c点的电势；b、c两点电势相等。
A．沿y轴负方向的匀强电场满足以上的条件，是可能的，故A不符题意；
B．沿x轴正方向的匀强电场因为，不满足以上的条件，故B符合题意；
C．处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场，当点电荷的位置在bc连线的中垂线上，且点电荷到a的距离小于到bc的距离时，满足以上的条件，故C不符题意；
D．处于第IV象限某一位置的负点电荷形成的电场，当点电荷的位置在bc连线的中垂线上时，满足以上的条件，故D不符题意。
本题选不可能的故选B。
5．D
【详解】
A．由点电荷的场强公式可知，a、b、c点的电场强度大小相等，但方向不同，所以a、b、c点的电场强度不相同，故A错误；
B．由于a、b、c三点到点电荷的距离相等，所以a、b、c三点的电势相等，所以Uad＝Ucd，故B错误；
C．由于a、b两点的电势相等，所以电子在a点时的电势能等于在b点的电势能，故C错误；
D．由于d点离正点电荷更近，所以d点电势比a点电势高，根据负电荷在电势低处电势能大，所以电子在a点时的电势能大于在d点的电势能，故D正角．
6．C
【详解】
由点电荷形成的电场电场线分布规律可知A点的场强大于B点，再由电场线和电势的关系可知A点电势低于B点，又因为两电荷移到无穷远处电场力做功一样，表明电势能相同，而UAO于UBO点,所以q1的电量小于q2。
故选Ｃ。
7．D
【详解】
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，，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。
8．D
【详解】
点电荷产生的电场成辐射状，所以B、C、D三点在同一等势面上；将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点，电场力做功一样多；故D项正确，ABC三项错误。
9．BD
【详解】
金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力方向与位移方向垂直，对小球不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动，故A、C错误，B、D正确．
10．CD
【解析】
由粒子的运动轨迹可知，粒子的电性与场源电荷的电性相反，但不能确定粒子的电性，选项A错误；粒子在a点和在c点所受的电场力大小相同，方向不同，则加速度大小相同，方向不同，选项B错误；粒子在a、c之间运动过程中，电场力先做正功，后做负功，则粒子的动能先增大后减小，选项C正确；从b到a电场力做负功，电势能变大，则粒子在a点的电势能比在b点时的电势能大，选项D正确；故选CD.
11．AB
【解析】
处于静电平衡状态的导体内部各点的合场强为零，故A正确；感应电荷的场强与点电荷Q的电场强度大小相等，而点电荷Q在M点产生的场强大于在N点产生的场强，故感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强，B正确.处于静电平衡状态的导体是一个等势体，即如果在AB间用一导线连接，则导线中没有电流产生，故CD错误.故选AB.
12．BD
【详解】
AB．处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，导体是等势体，所以a、b、O三点的场强均为零，电势相等，A错误；B正确；
C．空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强方向均与Q在a、b两点产生的场强方向相反，C错误；
D．空心金属球上的感应电荷产生的场强等于点电荷Q各自位置产生的场强大小，所以在a点产生的场强比在b点产生的场强小，D正确。
故选BD
13．BC
【详解】
AB．对于C、B间电势差为
若B点电势为零，UCB=φC-φB，则C点电势
φC=2V
而A与C间的电势差为
因UAC=φA-φC，则A点电势
φA=-2V
故A错误，B正确；
CD．因φC=2V，φA=-2V，可知，AC连线的中点M电势为0，M与B点的连线即为等势线，且电场线垂直于等势线，三角形ABC为等边三角形，BM⊥AC，根据沿着电场线方向，电势降低，则有匀强电场的方向由C到A，故C正确，D错误。
故选BC。
14．BD
【详解】
AB．由轨迹看出，点电荷左侧的带电粒子受到中心电荷的排斥力，与中心点电荷电性相同；右侧的带电粒子受到中心电荷的吸引力，与中心点电荷电性相反，则两粒子带异种电荷，故A错误，B正确；
CD．由题，M、N两点都处于圆周c上，电势相等，两带电粒子又是从同一点P出发，则电势差UPM=UPN，电场力对两个带电粒子做功大小相等，而从P到M的粒子电场力总功为负功，从P到N的粒子电场力总功为正功，根据动能定理得到，到达M、N时两粒子速率vM＜vN。故C错误，D正确。
故选BD。
15．0.5；小
【解析】
A、B间电势差为10V，根据图可知相邻的两个等势面间的电势差为2.5伏，由M到N电场力做功为，动能减少所以N点动能为0.5ev,因为电场力做负功所以电势能增加．
16．
N
B
A
【详解】
由C移到E时，电场力做功W=-△EP=2.4×10-3-0.8×10-3=1.6×10-3J；
由M到N电场力做正功，由于移动的为负电荷，故说明M的电势低；N的电势高；
电场线高电势指向低电势，故由B指向A；
17．负
6000
【详解】
[1]带电粒子从A点移到B点，则有
依题意，有
解得：
故该粒子带负电，带电荷量为；
[3]由电场强度可知：
代入数据解得：
18．(1)点电势最高，点电势最低；(2)，，；(3)；(4)
【详解】
(1)电荷从点移动到点，静电力做正功，所以点电势比点电势高。电荷从点移动到点，静电力做负功，所以点电势比点电势高。但、之间电势差的绝对值比、之间电势差的绝对值大，所以点电势最高，点电势次之，点电势最低；
(2)根据静电力做的功与电势差的关系，、间的电势差
点电势比点电势高；同样，根据静电力做的功与电势差的关系，、间的电势差
点电势比点电势高；、间的电势差
(3)电荷量的点电荷，从点移动到点时，静电力做的功为
即静电力做正功；
(4)电场分布示意图和、、三点可能的位置如图所示
19．；
【详解】
静电力做功
电场力做功与路径无关，则将该电荷沿直线由点移到点，静电力做的功仍为.
20．(1)；(2)60V
【详解】
(1)由题图可知，正电荷在该电场中所受静电力F方向向右，因此，从M点移到N点，静电力做正功，电势能减少，减少的电势能△E等于静电力做的功W，则有：
代入数值有
(2)由公式，M，N两点间的电势差为：
21．(1)乙
（2）
(3)ACD
【详解】
（1）为得到过d点的等势线，须不断移动探针乙，使电流表示数为零
（2）在下图上画出过f点的等势线
（3）电流表读数为零时表明所测两点的电势差为零，A正确
如果将一根探针接触连线中点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极，电流表的读数是先变小后变大，B错误
在实验过程中电极与导电纸的相对位置不能再改变，C正确
从实验原理来说，如用电压表代替电流表也可以描绘出等势线，D正确
故选ACD