10.1 电势能和电势 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 练习围绕电势能、电势核心概念，通过单选、多选、解答题分层设计，实现从概念辨析到综合计算的知识进阶，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|单一概念（电势比较、电场力做功）|单选1-6直接考查电场线与场强、电势关系，强化物理观念| |中档|综合应用（电场线与等势面结合）|多选12结合粒子轨迹分析电势能变化，体现科学推理| |提升|定量计算（电势差、电势能变化）|解答18综合计算电势差与功，衔接新授课能力目标|

电势能 电势 一、单选题 1．如图所示的电场中有A、B两点，下列判断不正确的是（　　） A．电势φA>φB，场强EA>EB B．电势φA>φB，场强EA<EB C．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少 D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能EpA<EpB 2．如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场方向如图中箭头所示，M，N，Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN。以下说法正确的是（　　） A．O点电势高于Q点电势 B．O、M间的电势差小于N、O间的电势差 C．将一正电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加 D．在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上 3．如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q。a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点， acef平面与电场线平行， bdef平面与电场线垂直，则下列说法中正确的是（　　） A．b、d两点的电场强度相同 B．a点的电势等于f点的电势 C．点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功 D．将点电荷+q从球面上a点移动到c点的电势能变化量最大 4．如图甲所示，在某电场中有一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x轴坐标变化的关系如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用则（　　） A．沿Ox方向电场强度一直增大 B．电子所受电场力一直沿x轴正方向 C．电子的电势能将先减小后增大 D．电子运动的速度先增大后减小 5．如图所示，虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面，实线是电子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N、P、Q分别为运动轨迹与各等势面的交点。已知电子从M点运动到Q点的过程中电场力做功6eV，设b等势面的电势为零。则下列判断正确的是（　　） A．c等势面的电势 B．电子在P点的加速度比在N点的加速度大 C．电子经过P点的动能比经过N点的动能大 D．电子在P点的电势能比在N点的电势能大 6．在电场中，把电荷量为3×10－9C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功9×10－8J，以下说法中正确的是 （　　） A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 J B．B点电势是30V C．电荷的电势能减少了9×10－8J D．电荷的电势能增加了9×10－8J 7．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知   （    ） A．三个等势面中，a的电势最高 B．带电质点通过Q点时的加速度较大 C．带电质点通过P点时的动能较大 D．带电质点通过P点时电势能较大 8．带电粒子仅在电场力作用下，从电场中点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到点，如图所示，实线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是（　　） A．在点的加速度大于在点的加速度 B．在点的电势能小于在点的电势能 C．在点的速度小于在点的速度 D．电场中点的电势一定比点的电势高 二、多选题 9．如图所示，O、P为匀强电场中的两点，下列说法正确的是（　　） A．O点的场强一定比P点的大 B．O点的电势一定比P点的高 C．同一电荷在O点的电势能一定比在P点的大 D．将正电荷从O点移到P点，电场力一定做正功 10．关于电势和电势能，下列说法正确的是（　　） A．电势高的地方，电荷的电势能一定大 B．沿着电场线方向，电势逐渐降低 C．电场力做正功，电荷的电势能减少 D．电势是矢量，有正负之分 11．如图，是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为的点电荷固定在P点。若一正电荷从M点沿直线MN运动到N点，则（　　） A．正电荷的电势能先增大后减小 B．正电荷的电势能先减小后增大 C．电场力先做负功后做正功 D．电场力先做正功后做负功 12．如图所示，实线表示电场线，虚线表示仅受静电力作用的带电粒子的运动轨迹。由图作出的下列判断正确的是（　　） A．带电粒子带正电 B．a点的电势高于b点的电势 C．带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D．带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 13．用电场线能很直观、很方便地比较出电场中各点场强的强弱。图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线，图乙是电场中的一些点，其中是电荷连线的中点，是连线中垂线上相对对称的两点，和也相对对称。则下列说法中正确的是（    ） A．若同一试探电荷在B、C两点只受电场力作用，则加速度相同 B．若同一试探电荷在A、D两点只受电场力作用，则加速度不同 C．E、O、F三点比较，带正电的试探电荷在O点具有的电势能最多 D．B、O、C三点比较，则B点电势大于零，C点电势小于零 14．如图，实线表示电场线，虚线表示带电粒子只受电场力作用下的运动轨迹，则（　　） A．若粒子是从N点运动到M点，则其带正电荷 B．粒子运动的加速度在M点大于N点 C．粒子在M点的速度小于在N点的速度 D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 15．如图是一个点电荷Q产生的一条电场线，将一带正电的试探电荷q从点移到点，已知点电势比b点高。下列判断正确的是（　　） A．电场线方向可能由指向 B．该电场可能是匀强电场 C．a点场强可能大于b点的场强 D．电场力对正电荷q做正功 16．如图所示为某静电场三条电场线，在直的电场线上，有A、B两点，一个带电粒子仅在电场力作用下从A运动到B，则粒子在运动过程中（   ） A．速度一定不断增大 B．电势能一定不断减小 C．速度变化一定越来越快 D．受到的电场力一定越来越大 三、填空题 17．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，粒子由M运动到N对这个运动，我们可以作如下分析： 运动轨迹粒子带正电粒子电势能减小粒子动能增大，其中，①的理由是曲线运动合外力指向轨迹内侧，与场强方向相同。 请写出②的理由：______________________________________________________________； 请写出③的理由：______________________________________________________________。 四、解答题 18．在静电场中把电荷量为2.0×10－9 C的正电荷从A点移动到B点，静电力做功为－1.5×10－7 J，再把该电荷从B点移到C点，静电力做功为4.0×10－7 J． (1)A、B、C三点中哪点的电势最高，哪点的电势最低； (2)A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大； (3)把－1.5×10－9 C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功． 19．某电场中有A、B、C三点，三点的电势分别是=5V，，=0，现有一电荷量 的点电荷P，求： （1）该点电荷在A、B、C三点的电势能各为多大？ （2）若将P从A移到B，则静电力做功多少？ （3）若将P从B移到C，则静电力做功多少？ 20．某点电荷形成的电场中某区域的电场线如图所示,A、B是电场中的两点．一个电荷量 的点电荷在A点所受电场力，将该点电荷从A点移到B点,电场力做功．求: （1）请在图中标出电场线的方向，并求A点电场强度的大小   （2）A、B两点间的电势差U （3）若取A点为零电势位置，求B点电势能 （4）该点电荷从A点静止释放后运动到B点的过程中，分析速度和加速度的变化情况． 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 《电势能 电势》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D B C D D C BD BC 题号 11 12 13 14 15 16 答案 BD BC AD AC CD CD 1．A 【详解】AB．由图示可知，B处的电场线密，A处的电场线稀疏，因此B点的电场强度大，A点的场强小，即EA<EB；沿着电场线的方向，电势逐渐降低，由图示可知，，故A错误B正确； C．由于正电荷受力方向与电场方向相同，故将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减小，故C正确； D．由于负电荷受力方向与电场方向相反，将电荷量为q的负电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增加，故EpA<EpB，故D正确。 故选A。 2．A 【详解】A．根据电场线与等势线垂直特点，在O点所在电场线上找到Q点的等势点，可知在Q点电场线上与O点电势相等的点在Q点下方，根据沿电场线电势降低可知，O点的电势比Q点的电势高，故A正确； B．根据电场分布可知，MO间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度大，故由公式U=Ed可知，MO间的电势差大于ON间的电势差，故B错误； C．M点的电势比Q点的电势高，正电荷从高电势移动到低电势电场力做正功，电荷的电势能减小，故C错误； D．在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与该点电场线的切线方向相同，斜向上，故D错误； 故选A。 3．D 【详解】A．电场强度是矢量，题图中每一点的电场强度应为匀强电场E和点电荷+Q在该点产生的电场强度的合场强， b、d两点的电场强度大小相等，方向不同，A错误； B．把正电荷从a点移到f点，电场力做正功，所以a点的电势大于f点的电势，B错误； C．球面bdef是等势面，所以点电荷+q在球面bdef上任意两点之间移动时，电场力不做功，C错误； D．因为a、c两点所在直线与匀强电场E的方向相同，因此将点电荷+q从球面上a点移动到c点，电场力做功最多，电势能变化量最大，D正确。 故选D。 4．B 【详解】A．根据图像的切线斜率绝对值表示电场强度大小，可知沿Ox方向电场强度先减小后增大，故A错误； BCD．由图乙可知，沿x轴正方向电势升高，所以电场方向沿x轴负方向，则电子所受电场力一直沿x轴正方向，电场力对电子一直做正功，电子的动能一直增大，电子的速度一直增大，电子的电势能一直减小，故B正确，CD错误。 故选B。 5．C 【详解】A．电子从M点运动到Q点，有 解得 可推理得，所以c等势面的电势，故A错误； B．因为等差等势面平行且间距相等，所以该电场是匀强电场，则电子在P点、N点的加速度相等，故B错误； CD．电子从N到P，电场力做正功，动能增大，电势能减小，所以，，故C正确，D错误。 故选C。 6．D 【详解】AB．根据电场力做功 但由于不知道零势能面，所以B点电势不确定，电势能也不确定，故AB错误； CD．又因为电场力做功等于电势能的变化量，克服电场力做功，说明电势能增加，即电荷的电势能增加了9×10－8 J，故C错误；D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a等势线的电势最低，故A错误； B．等势线密的地方电场线密，场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故B错误； C．从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故C错误； D．根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，可知Ea<Eb，所以a、b两点比较，在a点的加速度小于在b点的加速度，故A错误； BC．整个过程电场力做正功，根据动能定理得，在b点时的动能大于在a点时的动能，则在a点的电势能大于在b点的电势能，所以无论粒子带何种电，在a点的速度小于在b点的速度，故B错误，C正确； D．由于不知道粒子的电性，也不能确定电场线的方向，所以无法确定a点的电势和b点的电势高低，故D错误。 故选C。 9．BD 【详解】A．匀强电场中任意两点的电场强度都相等，所以O点与P点的场强相等，故A错误； B．根据沿电场线方向电势降低，则O点的电势一定比P点的高，故B正确； C．由于O点的电势一定比P点的高，但由于未知电荷的电性，则无法确定同一电荷在O点的电势能与在P点电势能的大小，故C错误； D．将正电荷从O点移到P点的过程中，由于电场力的方向与位移方向相同，则电场力一定做正功，故D正确。 故选BD。 10．BC 【详解】A．正电荷在电势高的地方电势能较大，负电荷在电势高的地方电势能较小，A错误； B．沿着电场线方向，电势逐渐降低，B正确； C．电场力做正功，电荷的电势能减少，C正确； D．电势有大小无方向，是标量，电势的正负号只表示与零电势点比较的高低，D错误。 故选BC。 11．BD 【详解】电荷量为的点电荷固定在点，正电荷从点沿直线运动到点，电势先降低后升高，故正电荷从点沿直线运动到点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大。 故选BD。 12．BC 【详解】A．粒子受到的电场力指向曲线内侧，与电场方向相反，故粒子带负电，故A错误； B．由图可以看出带电粒子运动方向沿直线大体向右，沿电场线方向电势降低，故B正确； C．由图可知在a点的电场线较b点更密集，可知带电粒子在a点受到的电场力较大，加速度较大，故C正确； D．负电荷在电势高的地方电势能小，则带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能。 故选BC。 13．AD 【详解】A．根据电场的叠加原理及对称性可知B、C两点的电场强度相同，同一试探电荷在B、C两点受电场力相同，根据牛顿第二定律可知加速度相同，故A正确； B．同理A、D两点的电场强度相同，同一试探电荷在A、D两点受电场力相同，根据牛顿第二定律可知加速度相同，故B错误； C．根据等量异种电荷等势线分布，可知E、O、F三点电势相等，带正电的试探电荷在三点的电势能相等，故C错误； D．沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知O点电势等于零，B点电势大于零，C点电势小于零，故D正确； 故选AD。 14．AC 【详解】A．根据曲线的运动的特点，合外力总是指向轨迹弯曲的一侧，可知粒子所受电场力方向向下，与场强方向相同，则粒子带正电，A正确； B．根据电场线的疏密表示场强的大小，则M点场强小于N点场强，则粒子在M点的电场力小于在N点的电场力，粒子运动的加速度在M点小于N点，B错误； CD．根据沿电场方向电势降低，可知M点电势高于N点电势，由于粒子带正电，可知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能；由于只有电场力做功，则粒子在M点的动能小于在N点的动能，粒子在M点的速度小于在N点的速度， C正确，D错误。 故选AC。 15．CD 【详解】A．已知点电势比b点高，根据沿着电场线的方向，电势降低可知，电场线方向由a指向b，故A错误； B．由于场源是点电荷，则该电场一定不是匀强电场，故B错误； C．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由于只有一条电场线，不能判断电场线的疏密情况，所以不能判断场强的大小，则a点场强可能大于b点的场强，故C正确； D．正电荷受到的电场力方向与电场线的方向相同，故把一带正电的试探电荷q从点移到点，电场力对正电荷q做正功，故D正确。 故选CD。 16．CD 【详解】AB．由于不能确定电场力方向，因此不能确定粒子是做加速运动还是做减速运动，不能确定电场力做正功还是做负功，不能确定电势能是增大还是减小，AB错误； CD．电场线越来越密，电场强度越来越大，电场力越来越大，加速度越来越大，故速度变化越来越快，CD正确。 故选CD。 17． 电场力做正功，电势能减小 带电粒子在电场中仅受电场力作用，动能和电势能之和不变 【详解】[1]因为粒子带正电，受力方向与运动方向成锐角，电场力做正功，电势能减小。 [2]带电粒子在电场中仅受电场力作用，动能和电势能之和不变。电势能减少时，动能增大。 18．(1) B点的电势最高，C点的电势最低 (2)    (3) -1.875×10-7J 【详解】(1)(2)把电荷量为2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功为-1.5×10-7J， 根据，可得： 将2.0×10-9C的正电荷从B点移到C点，静电力做功为4.0×10-7J 根据，可得： 将2.0×10-9C的正电荷从A点到C点的过程中，电场力做功为： WAC=WAB+WBC=2.5×10-7 J 则有： 知B点电势比A点电势高75V，C点电势比B点低200V，则B点的电势最高，C点的电势最低． (3)把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点，静电力做功： WAC=q′UAC=-1.5×10-9×125J=-1.875×10-7J 19．（1），，；（2）；（3） 【详解】（1）根据 可知 ，， （2）若将P从A移到B，则静电力做功 （3）若将P从B移到C，则静电力做功 20．（1）；；（2）-20V；（3）；（4）速度增大 加速度减小 【详解】（1）将负电荷从A点移到B点电场力做正功，说明电场的方向由B指向A，标出电场线的方向，如图所示 由电场强度的定义可知 （2）根据 可得 （3）若取A点为零电势位置，B点电势能 （4）从A到B运动过程中，电势越来越高，场强越来越弱，该点电荷从A点静止释放后运动到B点的过程中，速度增大 加速度减小 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $