10.2 电势差-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)

第2节电势差 白题基础过关练 限时：8min 题型1电势差 为另一等势面上的一点，下列判断正确的是 1.关于电场A、B两点间的电势差U的说法中， 正确的是 A.A点的电势与B点的电势不相同 A.U在数值上等于电荷从A点移到B点时 B.B点的电势低于C点的电势 电场力所做的功 C.将正电荷从B点移到C点，其电势能减小 B.U的大小与零电势点的选取无关 D.将正电荷从A点沿虚线移到B点，静电力 C.在电场两点间移动电荷时，电场力做功的 做正功 多少与UB无关 5.如图所示是某一带电导体周围的电场线与等 D.U与放入这两点电荷的电荷量q成反比 势面，导体附近A、C两点处于同一等势面，B 2.在某电场中，A、B两点间的电势差UB=60V, 是另一等势面上的一点.下列说法正确的是 B、C两点间的电势差Ue=-50V,则A、B、C 三点电势高低关系是 ( A.PA>Pn>Pc B.Pi<pc<P C.Pa>Pc>Pm D.Pc>P8>PA 题型2电场力做功与电势差的关系 3.(多选)如图，B、C、D三点在同一条直线上，且 BD⊥AB,在匀强电场中将一个电荷量为2.0× A.导体的表面一定是等势面，但内部不同的 103C的正试探电荷，从A点移动到B点，静电 位置电势可能不相等 力做功8.0×102J.下列说法正确的是( B.B点的电场强度大于A点的电场强度 C.A、C两点电势均高于B点 D.负电荷从C点沿虚线移动到B点的过程 中，电场力做正功 A.A、B两点间电势差U=40V 6.(2024·四川成都期中)如图 b、 B.B、C两点间电势差大于C、D两点间电势差 所示，虚线a、b、c是电场中的 C.A、B两点间电势差小于A、C两点间电势差 三个等势面，实线为一个带正电带电粒子仅 D.若A点电势为60V,则D点电势为20V 在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上 题型3等势面及其应用 的两点，下列说法正确的是 4.(2023·湖南常德期中)如图 A.三个等势面中等势面a的电势最高 所示，实线为一正点电荷的 B.粒子在Q点时的电势能比在P点时大 电场线，虚线为其等势面.A、 C.粒子在Q点时的动能比在P点时大 B是同一等势面上的两点，C D.粒子在Q点时的加速度比在P点时的大 必修第三册RJ黑白题022 黑题应用提优练 限时：20min 1,(2024·重庆期中)如图所示，在直角△ABC 中，BC=4cm,∠C=30°，匀强电场的电场线平 -0 行于△ABC所在平面，且A、B、C点的电势分 别为10V、-2V、10V.下列说法正确的是 ( A.Q点处固定的是正点电荷 Bo -C B.c点与d点的电场强度方向相反 C.p.>4>9>Pd D.电子的电势能E>E=EM>E A.电场强度的方向沿AB方向 4.(2024·湖北宜昌期中)图中所示虚线1、2、3、 B.电场强度的大小为400V/m 4为静电场的等势面，相邻的等势面之间的电 C.一个电子从A点移动到C点，电场力做功 势差相等，其中等势面3的电势为0.一个电子 为零 在运动中仅受静电力的作用，经过a、b点的动 D.一个电子从B点移动到C点，电场力做功 能分别为2eV和17eV,则下列说法正确的是 为-12eV 2.(2024·黑龙江大庆期中)电子在电场中仅在 电场力的作用下运动时，由a点运动到b点的 轨迹如图中虚线所示.图中一组平行等距实线 可能是电场线，也可能是等势线，下列说法正 确的是 ( 1 2 A.电子一定是从a点运动到b点 B.等势面1的电势为10V C.电子在等势面2上的电势能为-5eV A.若图中实线是电场线，则a点的电势一定 D.电子的电势能为-3eV时，它的动能为 比b点的电势高 15 eV B.若图中实线是等势线，则电子在a点的速 5.(多选)在真空中有两个等量异种电荷P、Q, 率一定大于在b点的速率 以其连线的中点O为球心画一个球面，其中 C.若电子在a点的速度较大，则图中实线是 abcd所在平面与连线垂直，ebfd与连线处在 电场线 同一水平面上，g、h是弧ae和弧f的中点，M D.不论图中实线是电场线还是等势线，电子 点和∫点到电荷Q的距离相等.下列说法正 在a点的电势能都比在b点的电势能小 确的是 ( 3.(2024·云南楚雄期中)真空中P、Q两点处各 固定一个点电荷，其中P点处周定的是正点 电荷.P、Q两点附近电场的等势面分布如图所 示，两相邻等势面间的电势差相等，a、b、c、d A.电子从a沿着abcd运动一周过程中所受电 为电场中的4个点.下列说法正确的是( 场力、电势能均保持不变 第十章黑白题023 B.在e点静止释放一质子将会在ef之间往返 压轴挑战 运动 8.如图所示，在0点放置一个正电荷，在过0 C.将一质子从e点移动到f点和从e点移动 点的竖直平面内的A点，自由释放一个带 到M点电场力做功相同 正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q, D.g、h两点电场强度相同，g点电势高于h点 小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O 电势 点为圆心，R为半径的圆（图中实线表示） 6.电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚 相交于B、C两点，O、C在同一水平线上 或发散使微小物体成像如图所示，某“静电透 ∠BOC=30°，A距离OC的竖直高度为2R, 镜”区域的等势面为图中虚线，其中M、N两点 电势P>P.现有一正电子束沿垂直虚线AB 若小球通过B点的速度为a=√2gR,试求： 的方向进入“透镜”电场，仅在电场力的作用 (1)小球通过C点的速度大小； 下穿过小孔CD.下列说法正确的是( (2)A、B两点间的电势差： (3)若以C点作为参考点（零势能点），试 确定A点的电势 小别 A.M点的电场强度小于N点的电场强度 B.正对N点射入“透镜”电场的正电子会经 3 过N点 C.正对小孔CD中心射人“透镜”电场的正电 子不会沿直线穿出小孔 D.该“透镜”电场对垂直虚线AB射入小孔CD 的正电子束有发散作用 7.(2023·浙江台州期末)将不带电的金属球B 靠近带正电的金属球A,系统达到静电平衡状 态后，纸面内的电场线和等势面分布如图所 示，下列说法正确的是 ( A.a、b两点的电场强度相同 B.c点的电势大于d点的电势 C.将一带正电的点电荷从a点移到∫点，电势 能减小 D.将一带负电的点电荷从d点移到f点，电场 力做正功 进阶突破拔高练PO 必修第三册RJ黑白题024B.在整个过程中合力先与运动方向的夹角为锐角，合力做正功：而 密程度表示电场强度的强弱，B点的电场线比A或C点的电场线疏， 后过程中合力与运动方向夹角为纯角，合力做负功：故从N到P的 所以B点的电场强度小于A点的电场强度，故B错误：C,沿电场线 过程中，速率先增大后减小，即动能先增大后诚小，故B正确： 方向电势降低，所以A,C两点的电势高于B点的电势，故C正确： A.从N到P的过程中.库仑力一直与运动方向夹角大于90°，故库仑 D.负电荷的受力方向与电场线方向相反，所以负电荷从C点沿虚线 力一直做负功，电势能一直增加，故A错误：D.从N到P的过程中， 移到B点的过程中电场力做负功，电势能增大，故D错误故选C, 动能的变化量为零，根据能量守恒可知，重力势能的减少量等于电势 6.C解析：A,根据粒子的运动轨逵可知，粒子所受电场力指向运动轨 能增加量，故D正确.故选A 迹的四侧，即电场力方向斜向右下，因带电粒子带正电，则电场线方 压轴桃战 向垂直于等势而斜向右下，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，等 9.(1)J/ 2(mg-gE)R (2)mg-gk 势面ε的电势最高，等势面a的电势最低，故A错误：C.因为P点 用 qE+umg 电势高于Q点电势，根据E,=,由于带电粒子带正电，可知粒子在 解析：(1)对滑块从GC到B过程，根据动能定理，有：mgR-gER= 电势较高的P点时的电势能比在Q点时大，根据能量守恒可知粒子 在Q点时的动能比在P点时大，故B错误，C正确：D.若图中三个等 2 mi. 势面为等差等势面，则由于P点处的等势面较密，所以P点的电场强 解得：= 2(mg-qE)R 度较大，粒子在P点受到的电场力较大，故粒子在O点时的加速度 m 比在P点时的小，故D错误故选C (2)对从C到A过程，根据动能定理，有： 黑题应用提优练 mgR-gE(R+x)-gmgx=0. 1.C解析：A.A点和C点电势相等，故AC为一策等势线，又电场线与 解得：x mg-qE B. 等势线垂直，所以电场方向垂直于AC,且指向B.故A错误：B.电场 gEtumg 第2节电势差 强度的大小为B=BCan30=60Vm,放B错误：C,在等势线上移 动电荷时电场力不做功，所以电子从A点移动到G点时，电场力做功 白题 耳础过关练 为零，故C正确：D一个电子从B点移动到C点，电场力做功为 1.B解析：A.根据电势差和电场力敏功的公式=”得：两点间的电 We=-eUe=-e(Pn-pc)=12eV,故D错误故选C. 2.B解析：A,若图中实线是电场线，则粒子受到的电场力水平向右， 势差等于从其中一点移到另一点时，电场力所做的功与电荷量的比 电子带负电，所以场强的方向水平向左，而沿着电场线方向电势逐新 值.故A错误：B.电势差由电场本身决定，与零电势的选取无关，电 降低，所以b点的电势高于a点的电势，故A错误：B.若图中实线是 势零点的选取是任意的，但是电场中两点间的电势差是确定的，故 等势线，则电子受到的电场力方向竖直向下，电子的速度方向和电场 B正确：C.根据W=心得在两点间移动电荷时，电场力做功的多少 力方向成饨角.从：点到b点的过程中电子做诚速运动.所以电子在 跟这两点间的电势差有关，故C错误：D.两点间的电势差是由电场 a点的速率大于在b点的速率，故B正确：C.根据上述分析可知，若 木身决定的，与检验电荷无关，仅由电场决定，故D错误故选B. 电子在点的速率较大，侧图中的实线是等势线，故C错误：D.若实 2.C解析：4，B两点间的电势差U=60V,知A点的电势比B点的电 线是电场线，则电子受到的电场力方向水平向右，若实线是等势线， 势高60V,B.C两点间的电势差U=-50V,知B点的电势比C点 电子受到的电场力方向竖直向下，前者速度和电场力的夹角为锐 的电势低50V.则A点的电势比C点的电势高10V,所以P>pe> 角，后者速度和电场力的方向为钝角，前者电子在点的电势能大于 故选C 在6点的电势能，后者电子在：点的电势能小于在6点的电势能，故 3.AD解析：由题可知，Us= ?20x10V=40V,放A正确：试探 W8_8.0x102 D错误故选B. 3.D解析：A.由等势面作出的电场线如图所示，可知PQ两点处的 电荷在B、C,D三点之间移动时，电场力不做功，则B,C,D三点任意 电荷带异种电荷，故A错误：B.分析可知.该电场为等量的异种点电 两点间的电势差都为0，即B,CD三点电势相同，则A.B两点间电势 荷形成的电场，©点与d点在两点电荷连线的中垂线上，距两点电荷 差等于A、C两点间电势差，故BC错误：若A点电势为60V.则BC, 的距离相等，可知两点电荷在点与d点产生的场强大小相等，根据 D三点的电势都为20V,故D正确.故选AD. 矢量合成可知，e点与d点的电场强度方向相同，均为垂直d向右， 4.C解析：A.同一等势面上电势处处相同，4，B是同一等势面上的两 故B错误：C电场线从高电势面指向低电势面，故：点的电势高于6 点，因此A,B两点的电势相同，故A错误：C,该电场为正的点电荷 点的电势，e,d两点在同一等势面上，则e点的电势等于d点的电势， 形成的电场，因此离场源电荷越近电势越高，B点比C点离场源电荷 可得，>9，=单>p,故C错误：D.a点的电势高于6点的电势，由 更近，所以B点的电势高于C点的电势，而正电荷在电势高的地方电 E。=g,可知电子在点的电势能比在b点的电势能小，可得电子的 势能大，将正电荷从B点移到C点，其电势能减小，故B错误，C正 电势能E>F.=E>Em,故D正确故选D 确：D,在同一等势而上移动电荷，电场力不做功.A、B是同一等势面 上的两点，因此将正电荷从A点沿虚线移到B点.静电力不做功.故 D错误故选C. 5.C解析：A.带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0， 所以导体内部不同的位置电势一定相等，故A错误：.电场线的疏 参考答案与解析黑白题11 4.D解析：A.电子不一定是从a点运动到b点，故A错误：B.若电子 (2)因为B,C两点电势相等，电势差0=Uc,小球从A到C,重力 从a点运动到6点，根据动能定理.电场力做正功为甲=-U= 和电场力做功】 17eV-2eV=15eV,得U=-15V,即a-9。=15V.可见相邻的等 势面之间的电势差为5V,因为=0，所以P1=-10V,故B错误： 由动能定理得：mg·2R+qc=2m2。 C.由上述知2=-5V,所以电子在等势面2上的电势能为E=m= 故Uw=Uc= mgR 5eV,故C错误：D.电子在等势面1上的电势能为E1=g=I0eV, 2g 电子运动中动能和电势能之和不变.为E=E,:+E=12V,所以电子 (3)因为e1<c,c=0,所以，= 2g 的电势能为-3eV时，它的动能为E=15cV,故D正确.故选D 5,AD解析：A.等量异种电荷电场线分布如图，其中垂面是一个等势 第3节电势差与电场强度的关系 面，各点电势相同，在等势面上移动电荷电场力不做功，电势能不变， 白题 基础过关练 在该等势面中，到0点距离相等的各点电场强度大小相等，方向均平 行于PQ连线，指向负电荷，电子所受电场力与电场线方向相反，在 1,A解析：A,因为是匀强电场，电场强度E不变，所以由U=E可得 每个位置都是平行于PQ连线，指向正电荷方向，A正确：B.在？点 沿着电场线方向相等距离上的电势降落一定相等，故A正确：B.在 静止释放一质子，其受到电场力方向一直向右，质子在PQ间会一直 相同距离上的两点，电势差大，场强不一定大，只有沿电场线方向相 加速，不会在之间往返运动，B错误：C.根据等量异种电荷等势 同距离上的两点，电势差大的其场强才必定大，故B错误：C.此公式 面分布特点可知，PQ电荷之间的等势面较PQ电荷连线之外的等势 只适用于匀强电场，故C错误：D.公式中的d必须是沿电场线方向 面分布密集一些，侧M点电势低于「点，从：点移动到M点电场力做 的距离，故D错误，故选A 功更多一些，C错误；D.gA两点关于PQ连线中点对称，电场强度大 2.A解析：由图知∠A=37°，根据几何关系，可得AB沿电场线方向的 小相等，方向相同，g点靠近正电荷，电势大于零，h点靠近负电荷，电 势小于零，所以g点电势高于h点电势.D正确放选AD, 距离为dw=4mXms37=32m,则有E=u"。手18 du 32x10 N/C= 100NC,又Uc=Ede,P4-ee=Ue,解得Pe=0V,故A正确. BCD错误.故选A. 3.C解析：电场线密的地方电场强度大，电场线稀的地方电场强度小， 故E<E。<E:沿着电场线方向电势逐渐降低，故中>中6>中。：由等势 线分布可以知道U<心故选C. 4.B解析：因AB之间的平均场强大于BC之间的平均场强，由U=E 6.D解析：A.M点处的等势面比N点处等势面密集，则M点的电场 可知AB之间的电势差大于BC之间的电势差，即中-9B>中a-P,即 强度大于N点的电场强度，故A错误：B.电场线与等势面垂直，则正 对N点射入“透镜”电场的正电子受到的电场力的方向不总是指 :102V=6V,故B正确，ACD错误，故选 2 2 向N点，不会经过N点，放B错误：C.电场线与等势面垂直，由图中 5.D解析：AB.由题意，P,=5V、9=-5V,gc=I5V,则C连线的中 对称性及力的合成法则可知，正对小孔CD中心射人“透镜”电场 点D的电势为gn=nec。5斗15V=5V,则eo4AD为一条等 的正电子受到的电场力的方向与速度方向相同，会沿直线穿出小孔， 2 2 故C错误：D.电场线与等势面垂直，根据垂直虚线AB射人小孔CD 势线：根据电场线与等势线垂直，且由高电势指向低电势可知，场强 的正电子束受到的电场力方向可知，该“透镜”电场对垂直虚线AB 的方向垂直于AD连线斜向下，如图所示，故AB错误.CD.由几何关 射入小孔CD的正电子束有发散作用，故D正确，故选D. 系可知，AB在沿电场线方向上的距离为s30°，故场强的大小为 7.C解析：A.、b两点的电场强度方向不相同，故A错误：B.系统达 E= U5-(-5)VVm=20V/m,故C错误，D正确.放选D. 到静电平衡状态后，整个导体是一个等势体，点的电势等于d点的 co530° 电势.故B错误：C.沿着电场线电势降低，？点的电势大于f点的电 2 势，根据￡，=架可知将一带正电的点电荷从a点移到∫点.电势能减 小，故C正确：D.沿着电场线电势降低，d点的电势大于∫点的电势， 根据E=w可知将一带负电的点电荷从d点移到「点，电势能增大， 则电场力做负功.故D错误故选C. 压轴挑战 6.D解析：A.由于电子的初始动能未知，所以电子到达)点时，动能 8.(1)V3gF(2)m 2g (3)-mgR 2q 不一定为20©V.故A错误：B.根据能量守但定律可知，电子从A到 解析：(1)因B,C两点电势相等，故小球从B到C的过程中电场力做 O点，电势能减小，则动能增大，P一x图像的斜率代表电场强度，则电 的总功为零，由几间关系可得：h=Rsin30°=0.5R, 子从A到)点，先做匀速运动，后做加速度逐渐增大的加速运动，故 根据动能定理得：mg·Q5R=m B错误：C.从A到B,电子的动能不变，从B到G电子动能增加，从C 到D动能不变，放C错误：D.根据电势能的计算公式E,=e,可知 联立解得："=√③gF. 整个运动过程中，电子的电势能减少了40V,故D正确.故选D 必修第三册·RJ黑白题12