10.2 电势差 同步巩固练习 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版高中物理必修第三册第十章第二节 电势差同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列物理量的正负号表示大小的是（　　） A．功 B．电荷量 C．电势能 D．电势差 【答案】C 【难度】0.94 【知识点】功的定义（式）、电荷守恒定律、电势能的概念及计算、电势差的概念、单位和物理意义 【详解】功的正负表示对应的力是动力还是阻力。电荷量的正负表示是正电荷还是负电荷，不表示大小。电势差的正负表示两点电势的高低，也不表示大小。电势能的正负表示大小。故C正确，ABD错误。 故选C。 2．将一个电荷量为q的正电荷在匀强电场中从A点移到B点,电场力做功W,则A、B两点之间的电势差等于 ． A． B． C．qW D．0 【答案】A 【难度】0.94 【知识点】静电力做功与电势差的关系 【详解】由题意知，电场力对正电荷做正功为W，则由电场力做功，得A、B两点之间的电势差为，故选A． 【点睛】解决本题的关键是就是要知道电场对电荷做的是正功还是负功，并且能根据电场力做功的表达式求解A、B两点之间的电势差． 3．如图所示，纸面内有一以A、B、C为顶点的正三角形区域，其中心O处有一带电荷量为Q的正点电荷，D、E分别为AB边和BC边的中点，则在该电荷产生的电场中 A．A、B、C三点处的电场强度相同 B．A、D、B三点间的电势差满足UAD=UDB C．A、E两点处的电场强度大小之比为1：4 D．负电荷q在C处时的电势能小于在D处的电势能 【答案】C 【难度】0.85 【详解】A、 A、B、C三点处的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误； B、由题意可知A、B、C三点电势相等，A、D、B三点间的电势差满足，故B错误； C、由几何关系可得，根据可知，A、E两点处的电场强度大小之比为1：4，故C正确； D、沿电场线方向电势降低，所以C处时的电势低于D处的电势，根据可知负电荷q在C处时的电势能大于在D处的电势能，故D错误； 故选C． 【点睛】根据电场线的分布情况分析各点电场强度的关系，由电场线的方向分析电势关系，由求A、E两点处的电场强度大小之比，结合电势高低分析电势能的大小． 4．位于A、B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，相邻等势线间电势差相等，则（　　） A．a点和b点的电场强度相同 B．正电荷从c点移到d点，静电力做正功 C．负电荷从a点移到c点，静电力做负功 D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】等势面和电场线的关系、计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化 【详解】A．a点的等势面比b点的稀疏，故a点的电场强度比b点的小，故A错误， B．由于c点等势面离负电荷较近，所以c点电势低于d点电势，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动，静电力做负功，故B错误； C．由于a点等势面离负电荷较近，a点电势低于c点电势，负电荷从a点移到到c点，即把负电荷移向高电势处，静电力做正功，故C错误； D．从e点到f点，电势先变低后变高，故沿此方向移动正电荷，静电力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故D正确。 故选D。 5．如图所示，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是同一条电场线与等势面的交点，且满足，已知。现有一电子，从C点沿图中方向射入电场，初动能为12eV，则（　　） A． B． C．电子的动能一直增加 D．电子能运动到A所在的等势面 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】等势面和电场线的关系、计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化 【详解】AB．C点与A点之间的电势差 根据点电荷电场线的分布规律可知，AB之间任意位置的电场强度均大于BC之间任意位置的电场强度，由于AB间距等于BC间距，根据电场强度与电势差的关系式有 则有 又由于 解得 故A错误，B正确； C．由于， 解得 电场线沿高电势点指向低电势点，可知，电场线方向由C指向A，即点电荷Q带负电，电子在电场中受到点电荷Q的库仑斥力作用，由于斥力方向与入射速度方向开始夹角为钝角，可知，电子开始做减速运动，即电子开始的动能减小，故C错误； D．结合上述可知，电子在电场中受到点电荷Q的库仑斥力方向与入射速度方向开始夹角为钝角，电子在电场中做曲线运动，电子的速度开始减小，但由于电子做曲线运动，电子的速度不可能减为0，假设电子能够运动到A所在的等势面，则有 解得 而实际上由于电子做曲线运动，电子的速度不可能减为0，即电子不可能运动到A所在的等势面，故D错误。 故选B。 6．如图所示，两个带绝缘柄的金属球A、B，A带负电，B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列说法中错误的是（　　） A．有瞬时电流形成，方向由A到B B．A、B两端的电势不相等 C．导体棒内的电场强度不等于0 D．导体棒内的自由电荷受静电力作用定向移动 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】利用静电平衡求场强、比较静电平衡后不同位置电势的高低 【详解】A．A带负电，B不带电，金属导电靠的是带负电的自由电子，当用导体棒把A和B两金属球连接起来的瞬间，A上的一部分电子会通过导体棒转移到B上，由于规定正电荷定向移动的方向为电流方向，所以电子定向移动的方向与电流方向相反；电子移动的方向由A到B，则导体棒中的电流方向由B到A，故A错误，符合题意； BC．电荷的周围存在电场，沿电场线的方向电势降低，A带负电，B不带电，则它们的电势是不相等的，当用导体棒将AB连接的瞬间，由于A、B间的电势不同，所以导体棒内产生电场，则导体棒内的电场强度不等于0，故BC正确，不符合题意； D．导体棒内的电场强度不等于0，则导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动，故D正确，不符合题意。 故选A。 二、多选题 7．下面关于电势、电势差和电势能的关系，正确的是(　　) A．电荷在某点的电势能越大，该点的电势越高 B．在电场中的两点之间移动电荷，电场力做功越多，这两点的电势差越大 C．由于电势零点的选取是任意的，所以电场中两点间的电势差也是不确定的 D．电场中A点电势比B点高1 V，则电量为10－2C的正电荷从A移到B电势能减少了10－2J 【答案】BD 【难度】0.85 【知识点】电势能的概念及计算、比较电势能的大小、电势的概念、定义式、单位和物理意义、静电力做功与电势差的关系 【详解】A项：根据正电荷在电势高处，电势能大，负电荷在电势低处电势能大，故A错误； B项：由公式可知，在电场中的两点之间移动电荷，电场力做功越多，这两点的电势差越大，故B正确； C项：电势差由电场本身决定，与零电势的选取无关，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的，故C错误； D项：电场力做功，电场力做正功，所以电势能减小，故D正确． 故应选BD． 【点睛】电场中电势高的地方，正电荷在该点具有的电势能就大．电场中电势高的地方，放在该点的电荷的电荷量越大，它具有的电势能不一定越大．电势能是电场和电荷共有的能．电势是相对的，而电势差是绝对的．电势、电势差是描述电场本身性质的物理量． 8．2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，其中虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下先后经过a、b、c运动，轨迹如图中实线所示，则下列说法正确的是（　　） A．、两点电势差等于、两点电势差 B．点的电势高于点的电势 C．点的电场强度小于点的电场强度 D．电子在点的电势能大于在点的电势能 【答案】CD 【难度】0.65 【知识点】计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化 【详解】A．由等势面的分布情况可知，a、b两点电势差不等于b、c两点电势差，A错误； B．由电场线与等势面处处垂直和电子运动轨迹的弯曲方向可知，若电子从a点运动到b点，电场力做正功，则电子在a点时电势能大于其在b点的电势能；若电子从b点运动到a点，电场力做负功，则电子在a点时电势能依然大于其在b点的电势能。由于电子带负电，故a点的电势低于b点的电势，B错误； C．等势面越密，电场强度越大，c点处等势面比a点处等势面密，故a点的电场强度小于c点的电场强度，C正确； D．相邻等势面间电势差相等，则，负电荷在高电势处电势能反而小，故电子在a点的电势能大于在c点的电势能，D正确。 故选CD。 三、解答题 9．如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q=-6×10-6C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10-5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10-5J的功。 （1）求A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC； （2）如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？ （3）作出过B点的一条电场线。 【答案】（1）4V；-2V；（2）4V，2V；（3） 【难度】0.65 【知识点】静电力做功与电势差的关系、计算电势差的大小、等势面和电场线的关系 【详解】（1）根据电场力做功与电势差的关系得 （2）根据电势差的定义式 所以 ， （3）AB的中点D的电势为 连接CD，CD为等势线，电场线与等势线垂直，且由高电势指向低电势，如图所示 10．如图所示的匀强电场，电场强度E= 2×104 N/C．一电荷量q = +1×10-8 C的电荷从电场中的A点移动到B点，A、B之间的距离d　= 0.1m．求： (1)电荷所受电场力的大小F； (2)电场力对电荷所做的功W． 【答案】（1）（2） 【难度】0.65 【知识点】电场的概念、静电力做功与电势差的关系 【分析】（1）由电场强度的定义式变形，代入数值计算电场力即可； （2）电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功根据公式：即可求得； 【详解】（1）点电荷在匀强电场中所受电场力的大小：； （2）电场力对电荷做的功：． 【点睛】本题关键掌握电场强度定义式，能够变形求解电场力，掌握匀强电场中电场力和电场力做功的计算． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中物理必修第三册第十章第二节 电势差同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列物理量的正负号表示大小的是（　　） A．功 B．电荷量 C．电势能 D．电势差 2．将一个电荷量为q的正电荷在匀强电场中从A点移到B点,电场力做功W,则A、B两点之间的电势差等于 ． A． B． C．qW D．0 3．如图所示，纸面内有一以A、B、C为顶点的正三角形区域，其中心O处有一带电荷量为Q的正点电荷，D、E分别为AB边和BC边的中点，则在该电荷产生的电场中 A．A、B、C三点处的电场强度相同 B．A、D、B三点间的电势差满足UAD=UDB C．A、E两点处的电场强度大小之比为1：4 D．负电荷q在C处时的电势能小于在D处的电势能 4．位于A、B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，相邻等势线间电势差相等，则（　　） A．a点和b点的电场强度相同 B．正电荷从c点移到d点，静电力做正功 C．负电荷从a点移到c点，静电力做负功 D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大 5．如图所示，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是同一条电场线与等势面的交点，且满足，已知。现有一电子，从C点沿图中方向射入电场，初动能为12eV，则（　　） A． B． C．电子的动能一直增加 D．电子能运动到A所在的等势面 6．如图所示，两个带绝缘柄的金属球A、B，A带负电，B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列说法中错误的是（　　） A．有瞬时电流形成，方向由A到B B．A、B两端的电势不相等 C．导体棒内的电场强度不等于0 D．导体棒内的自由电荷受静电力作用定向移动 二、多选题 7．下面关于电势、电势差和电势能的关系，正确的是(　　) A．电荷在某点的电势能越大，该点的电势越高 B．在电场中的两点之间移动电荷，电场力做功越多，这两点的电势差越大 C．由于电势零点的选取是任意的，所以电场中两点间的电势差也是不确定的 D．电场中A点电势比B点高1 V，则电量为10－2C的正电荷从A移到B电势能减少了10－2J 8．2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，其中虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下先后经过a、b、c运动，轨迹如图中实线所示，则下列说法正确的是（　　） A．、两点电势差等于、两点电势差 B．点的电势高于点的电势 C．点的电场强度小于点的电场强度 D．电子在点的电势能大于在点的电势能 三、解答题 9．如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q=-6×10-6C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10-5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10-5J的功。 （1）求A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC； （2）如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？ （3）作出过B点的一条电场线。 10．如图所示的匀强电场，电场强度E= 2×104 N/C．一电荷量q = +1×10-8 C的电荷从电场中的A点移动到B点，A、B之间的距离d　= 0.1m．求： (1)电荷所受电场力的大小F； (2)电场力对电荷所做的功W． 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