10.2 电势差-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019) 江苏专用

第2节 电势差 第1关练速度 10mn为准，你的时间： 为另一等势面上的一点，下列判断正确的是 题型1电势差 () 1.关于电场A、B两点间的电势差Ue的说法 A.A点的电势与B点的电势不相同 中，正确的是 B.B点的电势低于C点的电势 A.UB在数值上等于电荷从A点移到B点时 C.将正电荷从B点移到C点，其电势能减小 电场力所做的功 D.将正电荷从A点沿虚线移到B点，静电力 B.U的大小与零电势点的选取无关 做正功 C.在电场两点间移动电荷时，电场力做功的 5.如图所示是某一带电导体周围的电场线与等 多少与U无关 势面，导体附近A、C两点处于同一等势面，B D.U与放入这两点电荷的电荷量q成反比 是另一等势面上的一点.下列说法正确的是 2.在某电场中，A、B两点间的电势差UB=60V, B、C两点间的电势差Uc=-50V,则A、B、C 三点电势高低关系是 ( A.p4>9>9c B.p,<9<9e C.Pi>9c>Pm D.Pc>o8>PA 题型2电场力做功与电势差的关系 3.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 D 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UB=40V 6.(2024·四川成都期中)如图 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 三个等势面，实线为一个带正电带电粒子仅 势差 在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上 D.B、C、D三点电势依次降低 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 必修第三册学霸022 第2关练准确率准确率>0%，你做对题 b、c、d为电场中的4个点.下列说法正确的是 ( 7.(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 Be B.c点与d点的电场强度方向相反 C.o.>9>9.>P A.电场强度的方向沿AB方向 D.电子的电势能E>E=Ed>E 10.(2024·湖北宜昌期中)图中示虚线1、2 B.电场强度的大小为400V/m 3、4为静电场的等势面，相邻的等势面之间 C.一个电子从A点移动到C点，电场力做功 的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一 为零 个电子在运动中仅受静电力的作用，经过a、 D.一个电子从B点移动到C点，电场力做功 b点的动能分别为2eV和17eV,则下列说 为-12eV 法正确的是 ( 8.(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 ( 123 A.电子一定是从a点运动到b点 B.等势面1的电势为10V A.若图中实线是电场线，则4点的电势一定 C.电子在等势面2上的电势能为-5eV 比b点的电势高 D.电子的电势能为-3eV时，它的动能为 B.若图中实线是等势线，则电子在a点的速 15 eV 率一定大于在b点的速率 11.如图所示匀强电场E的区域内，在0点处放 C.若电子在a点的速度较大，则图中实线是 置一点电荷+Q.a、b、c、d、ef为以0点为球 电场线 心的球面上的点，aegf平面与电场线平行， D.不论图中实线是电场线还是等势线，电子 bef平面与电场线垂直，则下列说法中正确 在a点的电势能都比在b点的电势能小 的是 9.(2024·云南楚雄期中)真空中P、Q两点处 各周定一个点电荷，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、 第十章学霸023 A.b、d两点的电场强度相同 D.将一带负电的点电荷从d点移到f点，电 B.a点的电势等于∫点的电势 场力做正功 C.点电荷+g在球面上任意两点之间移动 第3关练思维宽度 难度级别：女业☆☆ 时，电场力一定做功 14.如图所示，在0点放置一个正电荷，在过0 D.将点电荷+g从球面上a点移动到c点的 点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正 电势能变化量最大 电的小球，小球的质量为m、电荷量为q,小 12.电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚 球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O点 或发散使微小物体成像如图所示，某“静电透 为圆心，R为半径的圆（图中实线表示）相交 镜”区域的等势面为图中虚线，其中M、N两点 于B、C两点，O、C在同一水平线上， 电势PM>p、.现有一正电子束沿垂直虚线AB的 ∠BOC=30°，A距离OC的竖直高度为2R. 方向进入“透镜”电场，仅在电场力的作用下穿 若小球通过B点的速度为B=√2gR,试求： 过小孔CD.下列说法正确的是 (1)小球通过C点的速度大小： (2)A、B两点间的电势差： 小 (3)若以C点作为参考点（零势能点），试确 B::117/ 定A点的电势， A.M点的电场强度小于N点的电场强度 B.正对N点射人“透镜”电场的正电子会经 过N点 2 C.正对小孔CD中心射人“透镜”电场的正 R 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 13.(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 必修第三册学霸024(2)对从C到A过程,根据动能定理,有:mgR-oE(R+x)-amgx 线上移动电荷时电场力不做功,所以电子从A点移动到C点时,电 场力做功为零,故C正确;D.一个电子从B点移动到C点,电场力 做功为Wc=-ec=-e(-)=12eV.故D错误故选C. 第2节 电势差 8.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,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 第1关(练速度 势逐渐降低,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 方向和电场力方向成钝角,从a点到5点的过程中电子做减速运 电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 动,所以电子在a点的速率大于在b点的速率,故B正确;C.根据 的比值,故A错误;B.电势差由电场本身决定,与零电势的选取无 上述分析可知,若电子在a点的速率较大,则图中的实线是等势 关,电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 线,故C错误;D.若实线是电场线,则电子受到的电场力方向水平 的,故B正确;C. 根据W=q/得在两点间移动电荷时,电场力做功 向右,若实线是等势线,则电子受到的电场力方向竖直向下,前者 的多少跟这两点间的电势差有关,故C错误;D.两点间的电势差 速度和电场力的夹角为锐角,后者速度和电场力的方向为钝角,前 是由电场本身决定的,与检验电荷无关,仅由电场决定,故D错误 者电子在a点的电势能大干在么点的电势能,后者电子在a点的 故选B 电势能小于在上点的电势能,故D错误,故选B. 2. C 解析:A.B两点间的电势差V.=60V.知A点的电势比B点的 9. D 解析:A.由等势面作出的电场线如 电势高60V.B、C两点间的电势差Vc=-50V.知B点的电势比C 图所示,可知P.0两点处的电荷带异种 点的电势低50V.则A点的电势比C点的电势高10V.所以> 电荷,故A错误:B.分析可知,该电场为 c故选C 等量的异种点电荷形成的电场,c点与a W8.0x10-2} 3.A 解析:由题可知,V-” 22.0x10V=40V,故A正确;试探 点在两点电荷连线的中垂线上,距两点 电荷的距离相等,可知两点电荷在。点 电荷在B.C、D三点之间移动时,电场力不做功,则B、C.D三点中 与d点产生的场强大小相等,根据矢量合成可知,c点与a点的电 任意两点间的电势差都为0.即B.C、D三点电势相同,则A.B两点 场强度方向相同.均为垂直c向右,故B错误;C.电场线从高电势 间电势差等于A.C两点间电势差,故BCD错误.故选A 面指向低电势面,故a点的电势高于b点的电势,c.d两点在同一 4.C 解析:A.同一等势面上电势处处相同,A、B是同一等势面上的 等势面上,则c点的电势等于d点的电势,可得→,故 两点,因此A、B两点的电势相同,故A错误;BC.该电场为正的点 C错误;D.a点的电势高于b点的电势,由E.=,可知电子在a 电荷形成的电场,因此离场源电荷越近电势越高,B点比C点离场 点的电势能比在b点的电势能小,可得电子的电势能E>E。= 源电荷更近,所以B点的电势高于C点的电势,而正电荷在电势高 EE,故D正确.故选D. 的地方电势能大,将正电荷从B点移到C点,其电势能减小,故 10.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 B错误,C正确;D.在同一等势面上移动电荷,电场力不做功,A、B 子从a点运动到b点,根据动能定理,电场力做正功为W。 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 - =17V-2V=15V.得=-15v.即 -=15v.可见$$ 电力不做功,故D错误.故选C 相邻的等势面之间的电势差为5V.因为=0.所以。=-10V. 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 故B错误;C.由上述知.=-5V.所以电子在等势面2上的电势 0.所以导体内部不同的位置电势一定相等,故A错误;B. 电场线 能为E==5eV.故C错误;D.电子在等势面1上的电势能为 的疏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 E=q=10eV,电子运动中动能和电势能之和不变,为E=E' 场线疏,所以B点的电场强度小于A点的电场强度,故B错误;C E.=12eV,所以电子的电势能为-3eV时,它的动能为E。= 沿电场线方向电势降低,所以A、C两点的电势高于B点的电势,故 15eV.故D正确.故选D C正确;D.负电荷的受力方向与电场线方向相反,所以负电荷从C 11.D 解析:A.电场强度是矢量,题图中每一点的电场强度应为匀 点沿虚线移到B点的过程中电场力做负功,电势能增大,故D错 强电场E和点电荷+0在该点产生的电场强度的合场强,b.d两 .故选C. 点的电场强度大小相等,方向不同,A错误;B.把正电荷从a点移 6.C 解析:A.根据粒子的运动轨迹可知,粒子所受电场力指向运动 到/点,电场力做正功,所以a点的电势大于/点的电势,B错误; 轨迹的凹侧,即电场力方向斜向右下,因带电粒子带正电,则电场 C. 球面bef是等势而,所以点电荷+a在球面bedf上任意两点之 线方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 间移动时,电场力不做功.C错误;D.因为a、e两点所在直线与匀 可知,等势面c的电势最高,等势面a的电势最低,故A错误;BC 强电场E的方向相同,因此将点电荷+a从球面上a点移动到e 因为P点电势高于0点电势,根据E.=,由于带电粒子带正电 点.电场力做功最多,电势能变化量最大,D正确,故选D. 可知粒子在电势较高的P点时的电势能比在①点时大,根据能量 12.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 守恒可知粒子在0点时的动能比在P点时大,故B错误,C正确; 场强度大于N点的电场强度,故A错误;B. 电场线与等势面垂 D. 若图中三个等势面为等差等势面,则由于P点处的等势面较 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 密,所以P点的电场强度较大,粒子在P点受到的电场力较大,故 不总是指向N点.不会经过N点.故B错误;C. 电场线与等势面 粒子在0点时的加速度比在P点时的小,故D错误,故选C. 垂直,由图中对称性及力的合成法则可知,正对小孔CD中心射入 第2关(练准确率) “透镜”电场的正电子受到的电场力的方向与速度方向相同,会沿 7.C 解析:A.A点和C点电势相等,故AC为一条等势线,又电场线 直线穿出小孔,故C错误;D.电场线与等势面垂直,根据垂直虚 与等势线垂直.所以电场方向垂直于AC.且指向B.故A错误:B 线AB射入小孔CD的正电子束受到的电场力方向可知,该“选 镜”电场对垂直虚线AB射入小孔CD的正电子束有发散作用,故 D正确.故选D. 必修第三册 学霸10 13.C 解析:A.a.占两点的电场强度方向不相同,故A错误;B. 系统 则电子从A到2点,先做匀速运动,后做加速度逐渐增大的加速运 达到静电平衡状态后,整个导体是一个等势体,c点的电势等于a 动,故B错误;C.从A到B.电子的动能不变,从B到C电子动能增 点的电势.故B错误:C.沿着电场线电势降低,a点的电势大干/ 加,从C到D动能不变,故C错误;D. 根据电势能的计算公式 点的电势,根据E.=g可知将一带正电的点电荷从a点移到/ E. =e可知整个运动过程中,电子的电势能减少了40eV,故D正 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 确.故选D. 大于/点的电势,根据E.=可知将一带负电的点电荷从a点移 第2关(练准确率) 到/点,电势能增大,则电场力做负功,故D错误.故选C. 7.B 解析:A.根据匀强电场中,相互平行同方向的间距相等的两点 第3关(练思维宽度) 间电势差相等可得-=-,代入数据解得。=16V. (3)-r 故A正确;B.由于0点的电势为16V.所以06所在的而为等势 2 2 面,根据几何知识可得,a到05的距离为d=6cos45*m=3v2m. 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 V.16-10V/m=v2V/m.故B错误;C. 则电场强度的大小为E= 力做的总功为零.由儿何关系可得:h=Rsin30*}=0.5R.根据动能 d3/2 根据E.=g可知,电子在a点的电势能比在b点的高AE。=-e 10V-(-ex16V)=6eV,故C正确;D.将一正电荷从c移至a电场 (2)因为B、C两点电势相等.电势差V=Ve.小球从A到C.重 力做功为W.=..其中U.=-=12V,将此电荷从b移至a 力和电场力做功,由动能定理得:mg·2R+qUkc“-m}。故 电场力做功为W.=q.其中V=-.=6V,所以W.=2W故 D正确,故选B V _Vic-_ngR 8.C 解析:根据电场力做功的公式可知W,=Uo.=。-。,W。= 2 o=。-。.根据匀强电场场强与电势差的关系可知V。 mgR (3)因为=0所以= 32,则此 2 V=2:3.即(-):(-)-2:3,解得= 5 第3节 电势差与电场强度的关系 点电荷从a点运动到c点的过程中,电场力做功W。=qU.=。- 3o+25-3o-25(-^o)+2(o-) 第1关(练速度) =-- _- 二” 5 1.A 解析:A.因为是匀强电场.电场强度E不变,所以由V=Ea可 5 2W.-5W. 得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 一.C正确 在相同距离上的两点,电势差大,场强不一定大,只有浩电场线方 9.B 解析:A.由题图电场线的分布特点可以看出,A点附近电场线 向相同距离上的两点,电势差大的其场强才必定大,故B错误;C. 此公式只适用于匀强电场,故C错误;D.公式中的d必须是沿电 密集,B点附近电场线稀疏,所以A点电场强度大于B点电场强 场线方向的距离,故D错误,故选A. 度,A错误;B. 由电场线疏密程度可以看出.AP间平均场强大于 2.A 解析:由图知乙A=37*,根据几何关系,可得AB沿电场线方向的 BP间平均场强,由V=Ed知AP间电势差大于BPP间电势差,结合 电场线方向有V>U.所以A点电势高于B点电势,B正确;C. U5-1.8 距离为d=4 emxcos37*-3.2cm,则有F= 带负电的粉尘从B点运动到C点,电场力与位移同向,都向右,电 “du3.2xin0-NC= 场力做正功,C错误;D.由B中分析可知.A与圆简间平均场强大 $$0 N/C.又V=Edc.:-=Vc.解得c=0v.故A正确. 于C与简间平均场强,所以有VUc.得<c.由电势能决 BCD错误故选A. 定式E.=g,知带电荷量均为-。的粉尘在A、C两点电势能不等。 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 D错误.故选B. 小,故E.<E.<E.;沿着电场线方向电势逐渐降低,故.>。>.;由 10.D 解析:从x=x.到x=-x.,电势先降低后升高,因为沿着电场线 等势线分布可以知道V<U.故选C. 方向电势逐渐降低,可知电场的方向发生变化,则知;轴上x=xi 4.B 解析:因AB之间的平均场强大于BC之间的平均场强,由/ 和x-x、两点电场强度方向相反,根据斜率等于场强的大小,可 E可知AB之间的电势差大于BC之间的电势差,即-> 知x=x和x=一→x.两点电场强度大小相等,故这两点电场强度不 10+2V=6V.故B正确,ACD错误.故选B. 。即 同.由图知两点的电势相等,故A错误x=xi 和x=一x.两点电势 2 相等,电场力做功为零,根据动能定理可知粒子运动过程中,经过 5. D 解析:AB.由题意,:=5V、= x=x.和x=-x,两点时速度大小一定相同,但速度方向有可能相 -5V.=15V.则BC连线的中点D的 反,故B错误-x曲线的斜率正比于电场强度的大小,因此x=x 电势为--5415v=5V.则 处的电场强度小于x=x。处的电场强度,所以x=x,点的加速度小 于x=xi:点的加速度,C错误.若粒子在x=-x.点由静止释放,粒 =,AD为一条等势线;根据电场线 子到达0处时所受的电场力为零,加速度为零,粒子先加速后减 与等势线垂直,且由高电势指向低电势可知,场强的方向垂直 速,则到达0点时的速度最大,故D正确.故选D. 于AD连线斜向下,如图所示,故AB错误.CD.由几何关系可知,AB 11.D 解析:A.由几何知识知,EB与DC平行 在沿电场线方向上的距离为leco*30*},故场强的大小为E= 且EB=2DC;因电场是匀强电场,则有 a=2.即=2(-),解得B V/m.故C错误.D正确.故选D E le0s30{{ ③ =8V.故A错误;B.由几何知识知,AF与 CD平行且相等;因电场是匀强电场,则有 6.D 解析:A.由于电子的初始动能未知,所以电子到达0点时,动 =Vc=c--4V.故B错误;CD.由 能不一定为20eV.故A错误;B.根据能量守恒定律可知.电子从A 于:=8Vc=8V.电场是匀强电场.又电场线由电势高处指向 到0点,电势能减小,则动能增大,一-图像的斜率代表电场强度。 电势低处,则电场线垂直于CE,如图所示,由几何知识可得,电场 参考答案学霸11