课时梯级训练(5) 电势 电势差（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（教科版2019）

课时梯级训练(5)　电势　电势差 1．下列说法正确的是(　　) A．电场强度与试探电荷有关 B．点电荷、质点、元电荷都是理想化模型 C．电势为零的地方，电场强度可以不为零 D．在电场中，电势高的地方，试探电荷具有的电势能一定大 C　解析：电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，A错误；点电荷、质点是理想化模型，元电荷不是，B错误；等量异种电荷中点，电势为零，电场强度不为零，C正确；负电荷放在电势高的地方，电势能小，D错误。 2．关于静电场的等势面，下列说法正确的是(　　) A．两个电势不同的等势面可能相交 B．电场线不一定与等势面相互垂直 C．同一等势面上各点电场强度一定相等 D．将一正的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，静电力做正功 D　解析：假设两个电势不同的等势面相交，则交点处的电势就有两个不同的值，这是不可能的，A错误；电场线与等势面处处垂直，B错误；同一等势面上各点电势相等，而场强不一定相等，C错误；正电荷从高电势处移到低电势处，电势能减少，静电力做正功，D正确。 3．下列物理量的值中负号代表矢量方向的是(　　) A．质点做匀速直线运动的速度为－5 m/s B．电场中某点电势为－5 V C．某密闭气体温度为－5 ℃ D．质点向上运动过程中重力做功－5 J A　解析：质点做匀速直线运动的速度为－5 m/s，负号代表速度方向与正方向相反，A正确；电场中某点电势为－5 V，负号表示电势低于零电势，B错误；某密闭气体温度为－5 ℃，负号表示温度低于零度，C错误；质点向上运动过程中重力做功－5 J，负号表示重力为阻力做负功，D错误。 4．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是(　　) A．EA＝EC>EB，φA＝φC>φB B．EB>EA>EC，φA＝φC>φB C．将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少 D．将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，电场力先变小后变大 B　解析：由等量异种点电荷的电场线的分布，可得B点的电场线最密，C点的最疏，所以EB>EA>EC；图为等量异种点电荷的电场，则电场线是从正电荷出发到负电荷终止，所以A、B两点处于从左向右的电场线方向上，则φA>φB，而A、C同处于同一等势面，所以φA＝φC，因此φA＝φC>φB，B正确，A错误；A、C同处于同一等势面，故正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能不变，C错误；将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，场强一直增大，则所受电场力逐渐增大，D错误。 5．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则(　　) A．N点的电场强度大小为零 B．A点的电场强度大小为零 C．N、C间电场强度方向沿x轴正方向 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 D　解析：φx图像中A、N点的斜率不为零，则电场强度大小不为零，A、B错误；从N到C电势升高，N、C间电场强度方向沿x轴负方向，C错误；从N到C电势升高，从C到D电势降低，将一负点电荷从N点移到C点，电势能减小，电场力做正功，从C点移到D点，电势能增大，电场力做负功，D正确。 6．某一区域的电场线分布如图所示，A、B、C是电场中的三个点。关于该电场和放入其中的电荷的描述，则(　　) A．场强EA>EB，电势φA<φB B．仅在静电力作用下，同一个带正电的小球在B、C两点的加速度大小关系为aB<aC C．同一个带正电的小球在A、B两点的电势能的大小关系为EpA<EpB D．同一个带负电的小球在A、B两点的电势能的大小关系为EpA<EpB C　解析：由电场线分布的疏密程度，可知A、B、C三点的电场强度大小关系为EB>EA>EC，沿电场线的方向电势逐渐降低，结合图可知A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φC，A错误；根据牛顿第二定律可知a＝，则同一个带正电的小球在B、C两点的加速度大小关系为aB>aC，B错误；B点电势比A点高，根据Ep＝qφ，故带正电的小球在B点的电势能比在A点大，带负电的小球在B点的电势能比在A点小，C正确，D错误。 7．如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。一带电粒子只在电场力作用下经A点飞向B点，轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是(　　) A．粒子带正电 B．粒子在B点加速度大 C．粒子在B点动能大 D．粒子在B点的电势能较小 B　解析：根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧，所以电场力逆着电场线方向，即粒子所受的电场力方向与电场方向相反，所以粒子带负电，A错误；由于B点处电场线密，场强大，所以粒子在B点所受的电场力大，B点的加速度较大，B正确；粒子从A到B，电场力对粒子运动做负功，电势能增加，导致动能减少，粒子在A点的动能比在B点大，C错误；粒子从A到B，电场力对带负电的粒子运动做负功，电势能增加，所以A、B两点相比，在B点电势能较大，D错误。 8．如图所示，一电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中下列说法正确的是(　　) A．该电荷带正电 B．该电荷做加速运动 C．该电荷电势能增加 D．该电荷的加速度在减小 B　解析：由于合力指向轨迹内侧，而电荷仅仅受到电场力作用，可知电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，则电荷带负电，A错误；根据上述可知，电场力与电荷运动速度方向之间的夹角为锐角，即该电荷做加速运动，B正确；根据上述可知，电场力做正功，电势能减小，C错误；电场线分布的密集程度表示电场强弱，根据图像可知由A到B，电场线分布逐渐变密集，则电场强度逐渐增大，电荷所受电场力逐渐增大，则该电荷的加速度在逐渐增大，D错误。 9．将电荷量为6×10－6 C的正电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了3×10－5 J的功；再从B点移到C点，克服静电力做了1.2×10－5 J的功。则A点和C点间的电势差为(　　) A．－3 V B．3 V C．7 V D．－7 V B　解析：根据题意可知，将6×10－6 C的正电荷由A点移到C点，电场力做功为WAC＝(3×10－5－1.2×10－5)J＝1.8×10－5 J。由公式U＝可得，A点和C点间的电势差为UAC＝＝ V＝3 V。B正确。 10．在某电场中，将一带电荷量为q＝＋2.0×10－9 C的点电荷从a点移到b点，静电力做功Wab＝－4.0×10－8 J，则a、b两点间的电势差Uab为(　　) A．－400 V B．－200 V C．－20 V D．20 V C　解析：根据静电力做的功与电势差的关系有Uab＝＝ V＝－20 V，选项C正确，A、B、D错误。 11．真空中两个点电荷产生的电场，其电场线分布如图所示，则(　　) A．两个点电荷均带正电 B．两个点电荷均带负电 C．a点的电场强度比b点的大 D．a点的电势比b点的高 C　解析：根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，a、b是两个等量异种电荷，故AB错误；由图可知，a点的电场线比b点的电场线密，所以a点的电场强度比b点的电场强度大，C正确；根据沿电场线方向电势降低，可知a点的电势比b点的低，D错误。 12．两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中(　　) A．做直线运动，电势能先变小后变大 B．做直线运动，电势能先变大后变小 C．做曲线运动，电势能先变小后变大 D．做曲线运动，电势能先变大后变小 C　解析：带负电的粒子以速度v进入电场后，电场力的方向与等势面垂直且从电势低的等势面指向电势高的等势面，且与v的方向不在一条直线上，故带负电的粒子做曲线运动，先由电势低的等势面运动到电势高的等势面，然后由电势高的等势面运动到电势低的等势面，所以电势能先减小后增大，C正确，A、B、D错误。 13．如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是(　　) A．a点的电势比b点的低 B．a点的电场强度比b点的小 C．液滴在a点的加速度比在b点的小 D．液滴在a点的电势能比在b点的大 D　解析：高压电源左为正极，则所加强电场的场强向右，而沿着电场线电势逐渐降低，可知φa>φb，A错误；等差等势线的疏密反映场强的大小，由题图可知a处的等势线较密，则Ea>Eb，B错误；液滴的重力不计，根据牛顿第二定律可知，液滴的加速度为a＝，因Ea>Eb，可得aa>ab，C错误；液滴在电场力作用下向右加速，则电场力做正功，动能增大，电势能减小，即Epa>Epb，D正确。 14．有一个带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做6×10－4 J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9×10－4 J的功，问： (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？ 答案：(1)200 V　－300 V　100 V (2)200 V　300 V　－6×10－4 J　－9×10－4 J 解析：(1)解法一：先求电势差的绝对值，再判断正、负。 |UAB|＝＝ V＝200 V， 因负电荷从A移到B克服电场力做功，必是从高电势点移到低电势点，即φA＞φB，UAB＝200 V。 |UBC|＝＝ V＝300 V， 因负电荷从B移到C电场力做正功，必是从低电势点移到高电势点，即φB＜φC，UBC＝－300 V。 UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300 V－200 V＝100 V。 解法二：直接代入数据求。电荷由A移向B克服电场力做功即电场力做负功， WAB＝－6×10－4 J， UAB＝＝ V＝200 V。 UBC＝＝ V＝－300 V。 UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300 V－200 V＝100 V。 (2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB，得φA＝UAB＝200 V。 由UBC＝φB－φC，得φC＝φB－UBC＝0－(－300)V＝300 V。 电荷在A点的电势能EpA＝qφA＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J。 电荷在C点的电势能EpC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J。 15．如果把电荷量q＝＋1.0×10－8 C的电荷从无限远移到电场中的A点，需要克服静电力做功W＝1.2×10－4 J，那么 (1)电荷在A点的电势能和A点的电势各是多少？ (2)电荷未移入电场前，A点的电势是多少？ 答案：(1)1.2×10－4 J　1.2×104 V　(2)1.2×104 V 解析：(1)静电力做负功，电势能增加，无限远处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为零，即φ∞＝0，Ep∞＝0。由W∞A＝Ep∞－EpA得EpA＝Ep∞－W∞A＝0－(－1.2×10－4 J)＝1.2×10－4 J 再由φA＝得φA＝1.2×104 V。 (2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷存在无关，所以q未移入电场前，A点的电势仍为1.2×104 V。 学科网（北京）股份有限公司 $$