第10章 课时练6 电势差-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

课时练6 电势差 时间:40分钟 满分:50分 基础达标 C.若正电荷从A移动到C点,该过程静电力做负功 1~7题,每题3分,共21分。 D.免电荷在A点处具有的电势能比在C点时的大 1.(2024·广东东壳高二上监测改编)对于电场中A、B 4.(多选)在电场中把带电荷量为2.0×10C的正电 两点,下列说法正确的是 荷从A点移动到B点,电场力做功为1.5×101. A.电势差的定义式为U 再把这个电荷从B点移动到C点,电场力做功为一4 ×101。则下列说法正确的是 势差U与电场力做功W.成正比,与移动电荷 A.A、B、C三点中电势最高的是A点 的电荷量。成反比 B.若把带电荷量为-1.5×10*C的点电荷从A点 B.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势面的不 移到C点,电场力做功为1.875×101 同而改变,所以U--U C.A、B之间的电势差为75V C.把负电荷从A点移动到B点电场力做正功,则有 D.B、C之间的电势差为一20V U0 5.如图(a)所示,在一块很大的接地金属平板的上方固 D.电场中A、B两点间的电势差U.等于把单位电 定一负电荷。由于静电感应,在金属平板上表面产生 荷。从A点移动到B点时静电力所做的功 2.(2024·广东广雅中学月考)电子显微镜是冷冻电镜 感应电荷,金属板上方电场的等势而如图(b)中虚线 所示,相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探 中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束 通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透 电荷先后放于M和N处,该试探电荷受到的静电力 镜的电场分布如图所示,虚线为等势线。一电子仅在 大小分别为F和F。,相应的电势能分别为E和 E,则 ( 电场力作用下运动,运动轨迹如图实线所示,a、b、C. ) d 是轨迹上的四个点,下列说法正确的是 ) ) 电子枪 。 7--、.100 第一透镜 _..----..---- a) (b) 200V A.F<F,E>E 第二说.200V -iooV 第二透镜 B.FF.EE C.F<F,E<E A.人处的电场强度与c处的电场强度相厅 D.FF,E<E B.电子从a到d运动时,加速度大小保持不变 6.(2024·北京师大附中期末)如图所示,一质量为m、 C.电子从a到d运动时,电势能先增大后减小 电荷量为a的粒子,以初速度v。从a点竖直向上射 D.电子在?处受到的电场力方向与《处虚线垂直 人水平匀强电场中,粒子通过电场中$点时速度为 3.(2024·湖北华中师范大学第一附 7kV..-.- -C 2v.,方向与电场方向一致。则a、6两点间的电势差 为 ( 中高二期中)避雷针可通过尖端放 ~_ 电中和空气中的电荷,进而使高大oV 2 建筑有效避免雷击,如图为雷雨 短 前夕某避雷针附近电场的等势面,下列说法正确的是 _。 ( ) n: 3n 2m。 A.此时避雷针带正电 A.2 。_ 3m B. D. B.A、B两点电场强度大小相等,方向相同 7.(2024·河北辛集中学高一下期中)如图所示,虚线表 示某点电荷Q所激发电场的等势面,已知。、2两点 ##vAi##V## 在同一等势面上,c、d两点在另一个等势面上。甲、 B 乙两个带电粒子以相同的速率、沿不同的方向从同一 点a射入电场,在电场中沿不同的轨迹adb曲线、 A. 所有电荷在A、B两点的电势能均相等 acb曲线运动,则下列说法正确的是 ) B.A点的电场强度大于B点的电场强度 A.两粒子电性相同 C.质子在A、B两点的电势能相等且为正值 B.甲粒子经过c点时的速率大于乙粒 D.若将电子从5等势面移动到。等势面,则静电力 子经过d点时的速率 做功-15eV C. 两个粒子的电势能都是先减小后 增大 11.(多选)如图所示,真空中M、N 处分别放置两等量异种点电荷, D.经过点时,两粒子的动能一定相等 拓展提升 a、b、c表示电场中的3个等势 面,d点和e点位于a等势面 8~11题每题4分,12题13分,共29分。 上,/点位于c等势面上,d/平行于MN。以下说 8.(多选)如图所示,B、C、D三点都在 1. 法正确的是 ) 以点电荷十Q为中心的正方形绝缘 A.d点的电势高于f点的电势 线框上,将一正试探电荷从框内A B.d点的电势与:点的电势相等 点分别移动至B、C、D各点时,静电 C.若将一负试探电荷沿直线由d点移动到/点,则 力做功大小关系为 B.Wo-Ws A.W._Wi 静电力先做正功、后做负功 D.若将一正试探电荷沿直线由/点移动到。点,试 C.W.W. D.W-W. 探电荷的电势能增加 9.如图所示,虚线a、么、c代表电场中的三个等差等势面 12.(情景创新)如图所示,光滑绝缘的细杆竖直放置,它 (即U一U).实线为一点电荷仅在电场力作用下通 与以正点电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点,质量 过该区域时的运动轨迹。该点电荷质量为n、带正电 为n、带电荷量为一g的有孔小球从杆上A点无初 且电荷量为q,经过等势面a时的速度大小为v。,经 速度下滑,已知a Q,AB三h,小球滑到B点时的 过等势面c时的速度大小为一v。。下列说法正确的 1 速度大小为/3gh,其中g为重力加速度,求; 是 (1)小球由A点滑到B点的过程中静电力做的功; (2)A、C两点间的电势差。 o A.该点电荷经过等势面。时受到的电场力沿着虚线 指向运动轨迹的回侧 -3nv。 C.等势面互与等势面c间的电势差为一 16 D.该点电荷经过等势面;时的电势能比经过等势面 3n* 6 时的电势能大 8 10.(多选)(教材习题变式)如图所示为某电场等势而的 分布情况,则下列说法正确的是 ( ) 12表面上，故验电器会带上正电荷，因此险电器金属箱片会张9，C解析带电粒子在，b两点的速率分别为？。，带电粒 开，B正确：使险电器A靠近B,再用金属网罩罩住B,在金属 网内表面感应出负电荷，外表面感应出正电荷，在金属网外仍 子由a点运动到6点动能的变化量△E,=2mv。”一2mu,2, 有电场，由于静电感应现象，会使金属箔片带正电荷，金属箔 电势能的变化量为△E。=g9一g9。·根据能量守恒定徐得 片会张开，如果用金属网罩罩住A,由于静电屏戴，A不会有 一 感应电荷，金属箔片不会张开，C正确，D错误。 △E=一△E,解得1 m2(9-只.)C正确. 10.AD解析金属板在正点电荷Q的电场中达到静电平衡 10.D解析粒子在电场力的作用下向右偏转，电场力方向向 时，上表面的电场线与上表而垂直，小球所受的电场力与金 右，与电场方向相同，可知粒子带正电，故A错误：粒子从A 属板表面垂直，在金属板上向右运动到右端的过程中，电场 点运动到B点电场力做正功，电势能减少，则粒子在A点的 力与小球的运动方向垂直，电场力对小球不做功，根据动能 电势能比在B点多L.5J,故B错误：从A点运动到B点 定理可知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线 过程中，克服重力做的功为2,0J,电场力做的功为1,5J, 运动，故A、D正确，B、C错误。 故粒子所受合力做负功，在A点的动能比在B点多0.5J,故 11,B解析由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负 C错误：从A点运动到B点，机械能的增加量等于电场力做 电，故A错误：感应电荷的电场正好与点电荷的电场叠加，叠 功的多少，所以机核能增加了1.5J,D正确。 加后合电场强度为零，即感应电荷在金属球球心处激发的电 【方法总结】求电场力做功的儿种方法 场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，即E一 (1)由公式W=Flcosa计算，此公式只适用于匀强电场，可 长品铝收B正确，C特民：室心金属球是一个等劳体 变形为W=Eglcos a. (2)由电势能的变化计算：W=E4一E。 如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的 (3)由动能定理计算：W电，力十W其数力=△Ek。 右侧，金属球两侧仍然有感应电荷，不会被中和，故D错误。 11,B解析根据粒子受力指向运动轨迹的凹侧，由于只受电 12.A解析导体处于静电平衡状态时，导体内部电场强度处 场力，则粒子所受电场力的方向与场强方向相同，粒子帮正 处为零，感应电荷在导体内部某处产生的电扬与场源电荷Q 电，A错误：根据电场线越密集处电场强度越大，可知A点的 在此处产生的电场的电场强度大小相等，方向相反，故A正 电场置度大于B点的电场强度，带电粒子在A点的加速度 确，B、C,D错误。 比在B点的大，B正确：粒子从A点沿虚线运动至B点的过 第十章静电场中的能量 程中，电场力做负功，则电势能增加，动能藏小，即带电粒子 在B点的电势能大于在A点的电势能，在B点的动能小于 课时练5电势能和电势 在A点的动能，C,D错误。 1.C解析电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每： 12.答案1)-w (2)4W 个小球做的功均为W=F(=gEl,共为2gEl,故C正确。 解析(1)将一电荷量为十q的点电荷从无穷远处移动到C 2.C解析设匀强电场的电场强度为E,∠BAC=0,则将电荷 点，电场力徽功为W,则有 q从A点移到B点，静电力做功为W,=gE·ABcos0=E· W=E-E=q(0-9c) AC,将电荷q从A点移到C点，静电力做功为W:=gE· W AC,将电荷？从C点移到B点，静电力戢功为W:=0,则有 解得gc= 99 W,=W.,则W=W,+W2 (2)将电荷量为一2g的点电荷从无穷远处移动到C点，设电 3,CD解析在带电粒子由“点运动到b点的过程中，电场力 场力微功为W',此时C点的电势变为9'一2g,根据电场 方向与速度方向夹角小于90°，可知电场力做正功，9的电势 力微功与电势能的关系可得W”=一2g(0一')，即 能减小，动能增大，速度增大，C,D正确。 E。=一W',解得E,=4W。 4.C解析电场线的疏密程度表示电场强度的大小，故E.> E,沿者电场线方向电劳逐渐降低，故g。>9。,负电荷在电势 课时练6电势差 高的地方电势能小，故E<E。C正确。 1.B解析电场中某两点间的电势差是由电场及两点的位置 5.D解析根据题意，产生闪电的积雨云底层带负电，根据静 决定的，与移动电荷的电荷量，零电势面的选取以及电场力做 电感应原理可知，避香针的尖端带正电，电扬线由避雷针的尖 功均无关，A、B两点何的电势差是恒定的，但有正负之分， 增指向云层，顶着电场线方向电势降低，所以有>9。·故A、 Ua=一U,A错误，B正确：把负电荷从A点移动到B点电 B错误：雨滴蒂负电，从a下落至b的过程中，电势增大，所以 场力做正功，则A点电势较低，有U<0,C错误：电场中A、 电势能减小，电场力微正功，C错误，D正确。 B两点间的电势差UAB等于把单位正电荷《从A点移动到B 6.BD解析由题图可知，矿料分选器内的电场方向水平向左， 点时静电力所做的功，D错误。 带正电的矿粉受到水平向左的静电力，所以会幕到左侧，选项 2,D解析根据电场线与等势线垂直的特点，知b处电场线的 A错误：无论矿粉带什么电，在水平方向上都会在静电力的作 切线方向斜向左上方，处电场线的切线方向斜向左下方，所 用下沿静电力的方向偏移，故静电力做正功，矿粉的电势能诚 以b、C点的电场强度不相同，A错误：等差等势线的疏密也可 少，选项C错误，B、D正确 以反映电场的强弱，由a到d等势线先变疏后变密，所以电场 7.BC解析a、c所在直线电场线水平向右，所以a,c处电场 强度先减小后增大，加速度先藏小后增大，B错误；由4到d 方向向右，正电荷在电场中所受静电力沿电场线方向，故把正 电势先升高后降低，所以电子的电势能先藏小后增大，C错 点电荷由口移到，静电力做正功，电势能减小：负点电荷在电 误：a处电场线与虚接垂直，所以电子在a处受到的电场力方 场中所受静电力与电场线方向相反，故把负点电荷由口移 向与a处虚线垂直，D正确。 到c,静电力做负功，电势能增加， 3.A解析电场强度的方向由高电势指向低电势，故避雷针带 8.D解析正点电荷自A到B过程中，场强方向水平向右，即 正电，A正确：根据电场线与等势面垂直，可知A、B两点的电 所受电场力方向水平向右，与运动方向一致，所以电场力做正 场强度方向不同，B错误：由Wr=gUr=g(pA一pe),极据 功，电势能减小：正点电荷从B到C过程中，场强方向由B指 q>0,g>gc,可知正电荷从A移动到C点，该过程静电力做 向C,电场力方向与运动方向一致，电场力仍然做正功，电势 正功，C错误：负电荷在电势低的地方电势能大，因为94> 能减小。D正确。 Pe,故负电荷在C处电势能大，D错误。 。4· 4,BC解析Wm=qUm=g(g&一华)=1.5×107J,Wm=氵11.AB解析电场线从M指向N,而沿电场线方向电势降低， gUx=g(9n一9r)=-4×10J,解得U=9A一9a=75 所以d点的电势高于f点的电势，选项A正确：d点和e点 V,Um=9m-9c=-200V,设9m=0,则9a=75V,g= 在司一等势面上，所以两点电势相等，选项B正确：若将一负 200V,所以C点电势最高，A、D错误，C正确；Ue=U十 试探电荷沿直线由d点移动到「点过程中，所受静电力方向 U=75V一200V=一125V,若将另一电荷从A点移到C 与运动方向夹角为纯角，所以静电力一直微负功，选项C错 点，电场力做功为Wc'=g'Ue=-1.5×10’×(-125)J= 误：若将一正试探电荷沿直线由d点移动到“点，因d点和e 1.875×101J,B正确. 点在同一等势面，电势相等，所以静电力假功为零，电势能不 5,A解析由题图(b)中等差等势面的疏密程度可知E< 变，选项D错误。 Ex,根据F=gE,可知FM<Fyt由题可知题图中电场线方向 是由金属板指向负电荷，假设将该正试探电荷从M点移到N 12答案宁0a助2)-盟 点，可知静电力做正功，电势能减小，即Ew>EN,A正确。 解析(1)因为杆是光滑的，所以小球从A点滑到B点的过 6.C解析粒子在竖直方向上做初速度为。、加速度大小为g 程中只有静电力和重力两个力做功，设静电力做的功为 的匀藏速运动，其末速度为零，它从到b在竖直方向通过的 位修为人=石：整子从口到6由动能定理得9U。一mgh= W,由动能定理得We十mgh=2mV m(2a,)P-了m,将h代入解得U 1 2nu心，C正确。 解得Waa=2mgh。 (2)因为B,C在同一等势面上，所以9m=9,放 【一题多解】因为粒子在水平方向上只受电场力作用，且粒 子所受电场力始终沿水平方向，所以电场力做功使粒子有水 UAc=UA= 一 2q 平方向上的速度，在水平方向上应用动能定理可得U,= m(2,)产-0，解得U。-2m 1 课时练7电势差与电场强度的关系 1,D解析公式U=Ed只适用于计算匀强电场中A、B两 7,B解析由物体所受的合力指向运动轨迹的内侧可知，甲粒 子受到引力，乙粒子受到斥力，则甲粒子与Q是异种电荷，而 点问的电势差，故A错误：由U=Ed知，当E一定时，A点 乙拉子与Q是同种电荷，故两粒子所带的电荷为异种电荷，A 和B点间沿电场线方向距离越大，则这两点问的电劳差感大， 错误：甲粒子从：到c过程，电场力线正功，动能增加，而乙粒 故B错误：匀强电场中，电场强度处处相同，与距离无关，故C 子从到d过程，电场力做负功，动能减小，两粒子初速度大 错误：公式中的山是匀强电场中A,B所在的两等势面之间的 小相等，可知甲粒子经过￠点时的速率大于乙粒子经过d点 距离，即沿电场线方向的距离，故D正确。 时的速率，故B正确：甲粒子从a到b过程，电场力先做正功 2.C解析等势面和电场线处处垂直，报据U=Ed定性分析 后做负功，电势能先减小后增大，乙粒子从到b过程，电场 可知电场圾密集的地方等差等势面也密集。C正确。 力对乙粒子先做负功后做正功，电势能先增大后减小，C错： 3.B解析P,点电势低干P:点电势，则P,、P:两点间的电 误：两粒子从：运动到b,电场力对两粒子做的功都是零，两个 势差为Ue=-Edu=-1.2×103×4×102V=-48V,B正 粒子到达b点时的速率相等，由于不知道两粒子质量的关系， 骑。 所以不能判定两个粒子的动能是否相等，D错误。 4,C解析电场线与等势面（线）垂直，且由电势高的一端指向 8.BC解析点电荷的等势面为球面， 电势低的一端，可知电场线水平向左，两个相邻等势而的电势 如图所示，过B、C、D分别作等势面， B、D在同一等势面上，且C所在等势 1 差为U=2V,则电场强度大小为E=4-2×10Vm=100 面的电势高于B、D所在等势面的电 V/m,C正确 势，则Uc<UAm=Un,所以Wn三 WA>W。B、C正确. 5.B解析A、B两点在电场强度方向上的距离d=AB· 9.C解析电场强度与等势面垂直，所 os180°-1209)=10×号cm=5cm.由于9<9a,期 以该点电荷经过等势面a时受到的电 场力不可能沿着虚线指向运动轨迹的凹侧，A错误：由动能定 Ua=-Ed=-100×5×102V=-5V,故B正确. 1 1 6.D解析在匀强电场中，沿同一方向上的相同距离的两点间 理得4U.=2mm2-2mu,2gUk=2mu,-2m由 的电势差相等，则AB中点电势为6V,该点与C的连线为等 势线，因此电场强度的方向垂直于该连线指向低电势一侧，D 题意可得U=2Ua=2U。,联立可得6= W10 :U= 正确。 一3m。 7,A解析因为O,P两点的电势差U,心=25cos0(V),可知 一，C正确，B错误；点电荷从b到c电场力做的功为 16g 场强方向沿x轴正方向，根据U=ERcos0,可知ER=25V, 3t。 W=qU=- 刻E= 16 ，则该点电荷经过等势面（时的电势能 。25V/m=500V/m,A正确，B.CD错误 比经过等势面6时的电势能大6，D储误。】 【关键点拨】解答本题的关健是对E一的理解和应用。注意 10,BC解析A、B两点处于同一等势面，所以A、B两点的电 d为沿电场线方向上两点间的距离，U为两点间电势差的绝 势相等，根据E。=网可知，放在A、B两点的电荷的带电荷 对值。 量不一定相同，则电势能不一定相等，A错误，由等差等势面 8.C解析根据电场线越密电场强度越大，由题图可知，A点 的疏密程度反驶电场强度的大小可知，A点的电场强度大于 电场强度比B点电场强度大，故A错误：根据沿电场线方向 B点的电场强度，故B正确：由于质子带正电，A、B两点电势 电势降低，A点电劳低于B点，由公式E。=网可知，正电荷 相等且为正，由E。=判可知，质子在AB两点的电势能相 在A点电势能小于在B点的电势能，故B错误：根据U=Ed 等且为正值，故C正确：由静电力做功与电势能的关系可知， 定性分析可知，由于AB问电场强度大于BC何电场强度，则 将电子从b等势面移动到：等势面，静电力做功W= B、A间的电势差大于C、B间的电势差，故C正确：负电荷由 gUw=-e×(0-15)V=15eV,故D错误. B向C移动，静电力做正功，故D错误. 5·