10.3电势差与电场强度的关系 同步练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦电势差与电场强度关系，通过基础判断、综合分析、复杂情境三级分层，实现从概念理解到实际应用的知识巩固，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|电场线、等势线基本性质|单一场景判断（如第2题电场线与等势线辨析）| |中档|场强、电势、电势能综合关系|粒子轨迹与能量分析（如第5题运动轨迹判断电势高低）| |提升|非匀强电场、实际应用|复杂图像与情境（如第14题静电透镜能量计算、第16题E-x图像分析）|

10.3电势差和电场强度的关系巩固练习 一、单选题 1.一带正电粒子仅在静电力作用下沿直线运动，其速度随时间变化的图像如图甲所示。、时刻粒子分别经过A点和B点，如图乙所示，A、B两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，则可以判断(    ) A. B. C. D. 2.如图所示某电场的部分电场线和等势线，下列说法正确的是      A. C点的电场强度为零 B. BD所在的曲线是电场线 C. A点的电势低于B点的电势 D. 因为，所以电势差是矢量 3.一对不等量异种点电荷的电场线分布图如图所示，左侧点电荷电荷量为，右侧点电荷电荷量为，P、Q两点关于两点电荷连线对称。下列说法正确的是(    ) A. P、Q两点的电场强度相同 B. M点的电场强度小于N点的电场强度 C. 在两点电荷连线上，中点处的电场强度最小 D. 在M点由静止释放一个正的试探电荷，试探电荷不会沿电场线通过P点 4.如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为6 V、4 V、、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向正确的是     A. B. C. D. 5.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受静电力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点。可以判定    A. 粒子在M点受到的静电力大小大于在N点受到的静电力大小 B. M点的电势高于N点的电势 C. 粒子带负电 D. 粒子在N点的电势能大于在M点的电势能 6.图中两个较靠近的等量异种点电荷的电场有4个点a、b、c、d；4个点的场强分别是、、、。4个点的电势分别是、、、；以下说法确的是(    ) A. B. C. D. 7.某静电场的电场线如图所示，A、B是同一条电场线上的两个点，其电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为A、B。则下列说法中正确的是(    ) A. EA>EB ，A>B B. EA>EB ，A<B C. EA<EB ，A>B D. EA<EB ，A<B 8.P、Q两电荷的电场线分布如图所示，c、d为电场中的两点。一带电粒子从a运动到不计重力，轨迹如图所示。下列判断正确的是(    ) A. P、Q带同种电荷 B. c、d两点的电势相等 C. 带电粒子在a点所受电场力小于在b点所受电场力 D. 带电粒子从a运动到b，电场力做负功，电势能增大 9.如图所示，实线为某静电场的电场线，虚线为一带电粒子仅在电场力作用下在电场中的运动轨迹，a、b、c为轨迹上三个点。下列说法正确的是 A. 粒子一定带正电 B. 粒子的加速度先增大后减小 C. a、b、c三点的场强大小关系为 D. a、b、c三点的电势关系为 10.三个点电荷的电场线和等势面如图所示，其中d、e和e、f之间的距离相等，则(    ) A. a点电势高于b点电势 B. a、c两点的电场强度相同 C. d、f间电势差为d、e间电势差的两倍 D. 从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等 11.如图所示是某一电场的电场线，下列说法正确的是 A. 电场线是实际存在的 B. a点的电势大于c点的电势 C. b点的电场强度小于c点的电场强度 D. 电子在c点仅受电场力由静止释放，它将沿电场线运动到a点 12.为除去陶瓷工业所用粘土中的氧化铁，把粘土和水一起搅拌成悬浮液，将涂有绝缘层的金属圆盘吸附在盆底，金属棒插入悬浮液中，接入电源，形成如图所示电场，其中虚线为等势面.某粒子仅在电场力的作用下从Q点到P点的轨迹如图所示，已知粘土粒子带负电荷，氧化铁粒子带正电荷，则     A. a端为电源正极 B. 该粒子可能为粘土粒子 C. 该粒子在P点受到的电场力大于在Q点的 D. 该粒子在P点的动能大于在Q点的 13.电缆周围的电场分布对电缆的电场强度影响很大，如图所示为电缆终端周围的电场分布情况，图中虚线为等势线，实线为电场线，a、b、c三点为不同电场线和等势面的交点，其中b、c两点关于电缆对称，下列说法正确的是(    ) A. a点的电场强度比b点的小 B. b点的电场强度和c点的相同 C. 在b点由静止释放一带正电的粒子，粒子将沿等势线运动 D. 将一电子由a点移至b点后电势能减小 14.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图所示，一电子在电场中仅受静电力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势面，各等势面关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势面的交点。已知电子在经过a点时动能为60 eV，各等势面的电势高低标注在图中，则(    ) A. a、d两点的电场强度相同 B. 从a点运动到b点的过程，静电力对电子做负功 C. 从c点运动到d点的过程，电子的电势能逐渐减小 D. 电子在经过c点时的动能为80 eV 15.如图甲所示，有一电荷均匀分布的固定绝缘细圆环，圆心为O，轴线上的电场强度和电势分布分别如图乙、丙所示，x轴正向为正方向。现有一带负电的粒子重力不计以初速度沿轴线由P点运动到Q点，。下列关于该粒子由P点运动到Q点的过程的说法正确的是(    ) 甲 乙 丙 A. 粒子一直加速 B. 静电力对粒子做功不为0 C. 粒子所受静电力先增大后一直减小 D. 粒子经Q点后可能在某处返回，也可能一直沿x轴正向运动 16.如图为某静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系图像，x轴正方向为电场强度正方向。一个带正电的点电荷仅在静电力作用下由静止开始沿x轴运动，在x轴上的a、b、c、d四点间隔相等，下列说法正确的是(    ) A. 点电荷由a点运动到d点的过程中加速度先减小后增大 B. 点电荷从b点运动到a点静电力所做的功小于从c点运动到b点静电力所做的功 C. 点电荷由a点运动到d点的过程中电势能先增大后减小 D. b、d两点电势相等 二、多选题 17.某电场的电场线分布如图中的实线所示，一带电粒子不计重力沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点。下列说法正确的是(    ) A. 粒子在M、N点的速度大小关系为 B. 粒子在M、N点的加速度大小关系为 C. M、N点的电场强度大小关系为 D. 粒子不可能带负电 18.如图所示，实线为电场线，且，电场中的A、B、C三点的电场强度分别为、、，电势分别为、、，AB、BC间的电势差分别为、。下列关系正确的有(    ) A. B. C. D. 19.如图所示，在电荷量为q的等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O点对称，点电荷与B点和A点的距离均为r，，则(    ) A. B、C两点电场强度大小相同，方向不同 B. A、D两点电场强度大小相同，方向相同 C. E、O、F三点比较，O点电场强度最大， E、F两点电场强度不相同 D. B、O、C三点比较，O点电场强度最小，大小为，方向从O指向C 20.两点电荷M、N分别固定在和坐标原点处，若取无穷远处电势为0，则两点电荷所形成电场的电势在x轴正半轴上的分布如图所示，图线与x轴交于处，处电势最低。现有一正点电荷q从处由静止释放，其只在静电力作用下运动。下列说法正确的是(    ) A. 点电荷M带正电，点电荷N带负电 B. 处的电场强度为0 C. 点电荷M、N所带电荷量绝对值之比为 D. 正点电荷q沿x轴正方向运动的过程中，电势能先减小后增大 答案和解析 1.【答案】B  【解析】略 2.【答案】C  【解析】A.电场线的分布可以反映电场的强弱，C点有电场线分布尽管图中没有画出，C点的电场强度不为零，故A错误； B.等势线与电场线垂直，由图可知，BD所在的曲线为等势线，故B错误； C.沿电场线的方向电势逐渐降低，因此A点电势低于B点电势，故C正确； D.尽管，只表示A点电势低于B点电势，负号不表示方向，因此电势差是标量，故D错误。 故选C。 3.【答案】D  【解析】根据题图及对称性可知，P、Q两点的电场强度大小相同，但是方向不同，故P、Q两点的电场强度不相同，故A错误点处的电场线比N点处的电场线密集，则M点的电场强度大于N点的电场强度，故B错误;由电场线分布可知，在两点电荷连线上，中点处的电场线不是最稀疏的，则电场强度不是最小，故C错误;因MP之间的电场线是曲线，则在M点由静止释放一个正的试探电荷不会沿电场线通过P点，故D正确。 4.【答案】C  【解析】匀强电场中电势沿电场线方向均匀下降，故ac边中点d的电势为4 V，bd连线为等势线，电场方向与等势线垂直，且电势沿着电场线方向降低，故匀强电场方向由a指向c，C正确。 5.【答案】B  【解析】略 6.【答案】A  【解析】A.因a点电场线较b点密集，则，故A正确； B.因c点电场线较d点密集，可知，故B错误； 沿电场线电势降低，可知，，故CD错误。 故选A。 【分析】两个等量异号的点电荷连线的中垂线上中点的场强最大，在两个电荷连线上，中点的场强最小，根据电场线的疏密进行分析；沿着电场线的方向电势逐渐降低。 等量同种、等量异种电荷周围的电场分布情况是考查的重点，要结合电场强度、电势、电势能等概念充分理解等量同种、等量异种电荷周围的电场特点。 7.【答案】A  【解析】解：根据电场线的特点可知，电场线越密电场强度越大，故EA>EB， 根据电场线的特点可知，沿着电场线的方向，电势越来越低，故A>B，故A正确，BCD错误。 故选：A。 根据电场线的疏密表示电场强度的大小判断三点电场强度关系，沿着电场线的方向，电势越来越低。 本题的关键要掌握电场线的两个物理意义：电场线的疏密表示电场强度的大小、沿着电场线电势降低。 8.【答案】D  【解析】【分析】 本题考查对等量异种电荷电场的认识和电场线与运动轨迹关系，基础题目。 根据等量异种电荷电场分布即可判断；根据电场线方向与电势关系即可判断；根据电场线的疏密含义结合电场力公式即可判断；根据曲线运动的特点和电场线的特征分析出粒子的电性，根据电势能表达式得出其电势能变化情况，根据电场力做功与电势能变化关系得出电场力做功情况即可判断。 【解答】A、由图知，P、Q带等量异种电荷，故A错误； B、由沿电场线方向电势逐渐降低知，c点电势比d点高，故B错误； C、电场线的疏密表示场强大小，由图知，a点电场线较密集，则，由知，带电粒子在a点所受电场力大于在b点所受电场力，故C错误； D、电场线的切线方向为场强方向，做曲线运动的物体所受的合力指向轨迹的凹侧，可见粒子所受的电场力与电场强度方向相反，则粒子带负电，粒子从a运动到b过程，电势逐渐降低，由知，粒子的电势能增大，则电场力做负功，故D正确。 9.【答案】B  【解析】A、带电粒子在静电场中做曲线运动，其合力指向轨迹的内侧，粒子仅受电场力作用，则知带电粒子在b点所受电场力方向竖直向下，与电场场强方向相反，所以该粒子带负电，故A错误； BC、电场线的疏密程度反映电场的强弱，b点附近电场线比a点c点的更密集，则b点的场强大于a点c点的场强，所以粒子在b点所受到的电场力大于a点c点所受到的电场力，根据可知，粒子在b点的加速度大于它在a点c点的加速度，故粒子的加速度先增大后减小，故B正确，C错误； D、电场线的分布具有对称性，沿电场线电势降低，且等势线与电场线垂直，故而可知，即，D项错误。 故选：B。 10.【答案】D  【解析】略 11.【答案】B  【解析】A.电场线是为了形象地描述电场人为引人的，电场线实际上不存在，A错误; B.沿电场线方向，电势降低，故a点的电势大于c点的电势，B正确; C.电场线的疏密程度表示电场的强弱，故b点的电场强度大于c点的电场强度， C错误： D.电场线是弯曲的，则电场力方向改变，将电子在 c点仅受电场力由静止释放，它不会沿电场线运动到 a点，D错误. 故选B。 12.【答案】B  【解析】由沿电场线的方向电势越来越低，可判断金属棒接电源的负极，故a端为电源负极，A错误；根据曲线运动的特点，粒子所受合力指向轨迹凹侧，则由轨迹弯曲的方向可知粒子所受力沿电场线的反方向，故粒子带负电，即该粒子为粘土粒子，B正确；由电场线的疏密表示电场的强弱，故Q点的电场强度大，电荷在Q点受到的电场力大于P点受到的电场力，C错误；由题图中的等势面可得，则，所以该粒子从Q运动到P的过程中电场力做的功为，即电场力做负功，粒子动能减小，故P点动能小于Q点动能，故D错误. 13.【答案】D  【解析】a点附近电场线较b点密集，可知a点的电场强度比b点的大，A错误点的电场强度和c点的大小相同，但方向不同，B错误;因电场线为曲线，则在b点由静止释放一带正电的粒子，释放时其加速度与等势线垂直，粒子不可能沿等势线运动，C错误;因b点电势高于a点，负电荷在高电势点的电势能小，则将一电子由a点移至b点后电势能减小，D正确。 14.【答案】D  【解析】电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向，根据对称性可知，a、d两点的电场强度大小相等，但方向不同，故a、d两点的电场强度不同，故A错误;电子带负电，从a点到b点电势升高，根据可知，从a点运动到b点的过程，电子的电势能减小，则静电力对电子做正功，同理，从c点到d点电势降低，从c点运动到d点的过程，电子的电势能逐渐增大，故B、C错误;电子在经过a点时动能为60 eV，电势能为，动能和电势能总和为20 eV，因只有静电力对电子做功，故电子动能和电势能的总和保持不变，电子在经过c点时的电势能为，根据能量守恒定律可知电子在经过c点时的动能为80 eV，故D正确。 15.【答案】D  【解析】由题图丙可知，OP段电场强度向左，PQ段电场强度向右，因粒子带负电，故粒子在OP段所受静电力向右，做加速运动，在PQ段所受静电力向左，做减速运动，故A错误;由题图丙可知，P、Q两点电势相等，粒子在P、Q两点电势能相等，故静电力对粒子做功为0，根据动能定理可知，粒子经过Q点时速度向右，大小为，若小于粒子由Q点到无穷远处克服静电力做的功，粒子经Q点后会在某处返回，若大于粒子由Q点到无穷远处克服静电力做的功，粒子经Q点后会一直沿x轴正向运动，故B错误，D正确;由题图乙可知，由P点到Q点电场强度先增大后减小，然后增大再减小，故粒子所受静电力先增大后减小，然后增大再减小，故C错误。 16.【答案】B  【解析】由题图可知a、d两点间的电场强度先增大后减小，由可知点电荷的加速度也先增大后减小，A错误;电场强度E随x的变化关系图像与坐标轴所围成的面积与电荷量的乘积等于静电力所做的功，b、a两点间的面积小于c、b两点间的面积，所以点电荷从b点运动到a点静电力所做的功小于从c点运动到b点静电力所做的功，B正确、d两点间的电场强度方向为负方向，一个带正电的点电荷所受静电力的方向也为负方向，点电荷的位移方向为正方向，所以静电力做负功，电势能增大，C错误;从b点到d点电场线沿x轴负方向，沿电场线方向电势降低，所以b点电势小于d点电势，D错误。 17.【答案】AC  【解析】略 18.【答案】AC  【解析】电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线越密电场强度越大，故，A正确; 沿电场线方向电势降低，故，B错误; 因为，所以相同距离时，电场强度越大，电势降落越快，而 AB间的平均电场强度大于BC间的平均电场强度，故，C正确，D错误。 19.【答案】BD  【解析】两个等量异种点电荷形成电场的电场线，如图所示，由对称性可知，B、C两点电场强度大小和方向都相同，A错误;根据电场分布对称性可知，A、D两点电场强度大小相等，方向相同，B正确; 根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小和电场的叠加原理可知E、O、F三点比较，O点电场强度最大，E、F两点电场强度相同，C错误、O、C三点比较，O点电场强度最小，大小为，方向从O指向C，D正确。 20.【答案】CD  【解析】根据电势变化情况可知，自区域从左至右电势先降低后升高，所以电场方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向，可知点电荷M带负电，点电荷N带正电，故A错误;在图像中，斜率表示电场强度，在处的图像斜率不为零，则电场强度不为零，故B错误;在处图像斜率为零，电场强度为0，则满足，可知点电荷M、N所带电荷量绝对值之比为，故C正确;一正点电荷q从处由静止释放，正点电荷会向电势低的方向运动，正点电荷q沿x轴正方向运动的过程中，电势先降低后升高，由可知，正点电荷的电势能先减小后增大，故D正确。 第1页，共13页 学科网（北京）股份有限公司 $