10.2 电势差-【经纶学霸】2026-2027学年高二物理必修第三册4星学霸黑白题（人教版）

第2节 白题 基础过关 题型1电势差 1.对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是 A.电势差的定义式为UAB= W,说明两点间 的电势差U4B与电场力做功WAB成正比，与 移动电荷的电荷量g成反比 B.A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势 面的不同而改变，所以UAB=一UA C.把负电荷从A点移动到B点电场力做正 功，则有UB>0 D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把单 位电荷g从A点移动到B点时静电力所做 的功 2.在某电场中，A、B两点间的电势差UB=60V, B、C两点间的电势差Uc=-50V,则A、B、C 三点电势高低关系是 ( A.PA>PB>Pc B.PA<Pc<PB C.PA>Pc>PB D.Pc>B>PA 题型2电场力做功与电势差的关系 3.(2025·内蒙古鄂尔多斯期中)（多选）如图所 示，在电场强度为60N/C的匀强电场中有A、 B、C三个点，AB长5cm,BC长10cm,其中AB 沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60°.下 列说法正确的是 A.将电荷量为4×10-8C的 正电荷从A点移到B点， 再从B点移到C点，静电 60° 力做的功为1.2×107J B.A点和C点的电势差为3V C.A点和C点的电势差为6V D.将电荷量为4×10-8C的正电荷沿直线由A 点移到C点，静电力做的功为2.4×107J 必修第三册：RJ 电势差 限时：13min 题型3等势面及其应用 4.如图所示，实线为一正点电 荷的电场线，虚线为其等势 面.A、B是同一等势面上的两 点，C为另一等势面上的一 点，下列判断正确的是 A.A点的电势与B点的电势不相同 B.B点的电势低于C点的电势 C.将正电荷从B点移到C点，其电势能减小 D.将正电荷从A点沿虚线移到B点，静电力 做正功 5.如图所示是某一带电导体周围的电场线与等 势面，导体附近A、C两点处于同一等势面，B 是另一等势面上的一点.下列说法正确的是 A.导体的表面一定是等 势面，但内部不同的位 置电势可能不相等 B.B点的电场强度大于A 点的电场强度 C.A、C两点的电势均高于B点的电势 D.负电荷从C点沿虚线移动到B点的过程 中，电场力做正功 6.（2024·四川成都期中)如图 、P 所示，虚线a、b、c是电场中的看 三个等势面，实线为一个带正电粒子仅在电 场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两 点，下列说法正确的是 ) A.三个等势面中，等势面a的电势最高 B.粒子在Q点时的电势能比在P点时大 C.粒子在Q点时的动能比在P点时大 D.粒子在Q点时的加速度比在P点时的大 黑白题022 黑题应用提优 1.如图所示，长为L、倾角为37°的光滑绝缘斜面 处于平行纸面的电场中.一电荷量为+q(q> 0)、质量为m的小球，以初速度v。由斜面顶 端点a开始沿斜面下滑，到达斜面底端点b时 速度仍为vo.取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重 力加速度为g,则下列说法正确的是( A.a、b连线一定是一条等aR 势线 B.若电场是匀强电场，则电 37°b 场强度的最小值大 于3mg 5q C.a,b两点的电势差U=3mg 5q D.从。到6，静电力对小球做功为mgL 2.(2024·黑龙江大庆期中)电子在电场中仅在 电场力的作用下运动时，由a点运动到b点的 ! 轨迹如图中虚线所示.图中一组平行等距实线 可能是电场线，也可能是等势线，下列说法正 确的是 A.若图中实线是电场线，则a点的电势一定 比b点的电势高 B.若图中实线是等势线，则电子在a点的速 率一定大于在b点的速率 C.若电子在a点的速度较大，则图中实线是 电场线 D.不论图中实线是电场线还是等势线，电子 在a点的电势能都比在b点的电势能小 3.(2025·辽宁开学)在研究心脏电性质时，当 兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与 之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产 ! 生的电场.如图是人体表面的瞬时电势分布 图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的 第十章 限时：40min 数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等 势面上的点，a、b为两电荷连线上对称的两 点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点. 则下列说法正确的是 41.5 mV -1.0mV +1.5m -0.5m +1.0m /+0.5mV A.负电荷从b点移到d点，电势能增大 B.d、a两点的电势差U=l.5mV C.a、b两点的电场强度等大反向 D.c、d两点的电场强度相同，从c到d的直线 上电场强度先变大后变小 4.（2024·天津武清质检)某空间存在如图所示 的电场，图中的虚线为电场的等势线.一带电 荷量为2的粒子（不考虑所受重力）以某一 速度从图中a点进入电场，其运动轨迹如图中 实线所示，下列说法正确的是 +10V +5V 0 -10V A.该粒子带正电 B.若粒子经过d点时的动能为12eV,则该粒 子经过a点时的动能为22eV C.该粒子经过f点时的加速度为0 D.粒子从a点运动到c点的过程中，电势能 减小20eV 5.(多选)在真空中有两个等量异种电荷P、Q, 以其连线的中点O为球心画一个球面，其中 abcd所在平面与连线垂直，ebfd与连线处在 同一水平面上，g、h是弧ae和弧cf的中点，M 白题023 点和f点到电荷Q的距离相等.下列说法正 确的是 A.电子从a沿着abcd运动一周过程中所受电 场力、电势能均保持不变 B.在e点静止释放一质子将会在ef之间往返 运动 C.将一质子从e点移动到f点和从e点移动 到M点电场力做功相同 D.g、h两点电场强度相同，g点电势高于h点 电势 6.电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚 或发散使微小物体成像如图所示，某“静电透 镜”区域的等势面为图中虚线，其中M、N两点 电势PM>Pw.现有一正电子束沿垂直虚线AB 的方向进入“透镜”电场，仅在电场力的作用 下穿过小孔CD.下列说法正确的是( M N小孔 A.M点的电场强度小于N点的电场强度 B.正对N点射入“透镜”电场的正电子会经 过N点 C.正对小孔CD中心射人“透镜”电场的正电 子不会沿直线穿出小孔 D.该“透镜”电场对垂直虚线AB射入小孔CD 的正电子束有发散作用 7.将不带电的金属球B靠近带正电的金属球A, 系统达到静电平衡状态后，纸面内的电场线 和等势面分布如图所示，下列说法正确的是 必修第三册：RJ A.a、b两点的电场强度相同 B.c点的电势大于d点的电势 C.将一带正电的点电荷从a点移到f点，电势 能减小 D.将一带负电的点电荷从d点移到f点，电场 力做正功 压轴挑战∥ 8.如图所示，在绝缘水平面上，相 距L=4m的A、B两点处分别固 定着两个电荷量相等的正点电 AB连线上的两点，其中a=肠=子，0为AB 连线的中点，一质量为m=1kg、带电荷量 为g=+1C的小滑块（可以看作质点）以初 动能Eo=10J从a点出发，沿直线AB向b 点运动，其中小滑块第一次经过O点时的 动能为初动能的n倍(n=2),到达b点时 动能恰好为零，小滑块最终停在0点，重力 加速度大小g取10m/s2,求： (1)小滑块与水平面间的动摩擦因数； (2)0、b两点间的电势差； (3)小滑块运动的总路程， Aa o bB 进阶突破拔高练P04 黑白题024合力做负功：故从N到P的过程中，速率先增大后减小，即 动能先增大后减小，故B正确；A.从N到P的过程中，库仑 力一直与运动方向夹角大于90°，故库仑力一直做负功，电 势能一直增加，故A错误：D.从N到P的过程中，动能的变 化量为零，根据能量守恒可知，重力势能的减少量等于电势 能增加量，故D正确.故选A, 压轴挑战 9.(1)3.2m/s2(2)-96J 解析：(1)由牛顿第二定律对A有9，E-T=m1a, 对B有T-m2g-q2E=m2a, 由以上二式可解得a=3.2m/s2. (2)△=2s后，A发生的位移大小为x=2△2=64m,因 为A向左运动，电场力做功为W=q1Ex=96J,所以A的电势 能变化量为△E。=-96J,即减小了96J. 第2节电势差 白题 基础过关 1.B解析：AB.电场中某两点间的电势差是由电场及两点的 位置决定的，与移动电荷的电荷量、零电势面的选取以及电 场力做功均无关，A、B两点间的电势差是恒定的，但有正负 之分UAB=-UM,故A错误，B正确；C.把负电荷从A点移动 到B点电场力做正功，则A点电势较低，有UB<0,故C错 误；D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把单位正电荷q 从A点移动到B点时静电力所做的功，故D错误.故选B. 2.C解析：A、B两点间的电势差UAB=60V,可知A点的电势 比B点的电势高60V,B、C两点间的电势差Uc=-50V,可 知B点的电势比C点的电势低50V,则A点的电势比C点 的电势高10V,所以P4>pc>pg故选C. 3.CD解析：AD.将电荷量为4×108C的正电荷从A点移到 B点，静电力做的功为WAB=gE·AB=1.2×10?J,再从B点 移到C点，静电力做的功为Wc=qE·BCcos60°=1.2× 107J,则静电力做的总功为WAc=WB+Wc=2.4×107J,因 电场力做功与路径无关，若将该电荷沿直线由A点移到C 点，静电力做的功仍为W4c=2.4×107J,故A错误，D正确； BC.根据WAc=gUAc,代入数据解得Ac=6V,故B错误， C正确.故选CD. 4.C解析：A.同一等势面上电势处处相同，A、B是同一等势 面上的两点，因此A、B两点的电势相同，故A错误；BC.该电 场为正的点电荷形成的电场，因此离场源电荷越近电势越 高，B点比C点离场源电荷更近，所以B点的电势高于C点 的电势，而正电荷在电势高的地方电势能大，将正电荷从B 点移到C点，其电势能减小，故B错误，C正确；D.在同一等 势面上移动电荷，电场力不做功，A、B是同一等势面上的两 点，因此将正电荷从A点沿虚线移到B点，静电力不做功，故 D错误故选C. 5.C解析：A.带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强 处处为0，所以导体内部不同的位置电势一定相等，故A错 误；B.电场线的疏密程度表示电场强度的强弱，B点的电场 线比A或C点的电场线疏，所以B点的电场强度小于A点 的电场强度，故B错误：C.沿电场线方向电势降低，所以A、 C两点的电势高于B点的电势，故C正确：D.负电荷的受力 方向与电场线方向相反，所以负电荷从C点沿虚线移到B 点的过程中电场力做负功，电势能增大，故D错误.故选C. 6.C解析：A.根据粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力指 向运动轨迹的凹侧，即电场力方向斜向右下，因带电粒子 带正电，则电场线方向垂直于等势面斜向右下，根据沿电场 参考答案与解析 线方向电势逐渐降低可知，等势面c的电势最高，等势面a 的电势最低，故A错误：BC.因为P点电势高于O点电势， 根据E。=qP,由于带电粒子带正电，可知粒子在电势较高的 P点时的电势能比在Q点时大，根据能量守恒可知粒子在Q 点时的动能比在P点时大，故B错误，C正确；D.若图中 三个等势面为等差等势面，则由于P点处的等势面较密，所 以P点的电场强度较大，粒子在P点受到的电场力较大，故 粒子在Q点时的加速度比在P点时的小，故D错误故选C. 黑题应用提优 1.C解析：AC.小球从a点运动到b点的过程中，根据动能定 理得mgLsin37°+qU=0,代人数据解得a、b两点的电势差 为Ub= 3mg,即p。≠，所以ab连线一定不是一条等势 5g 线，故A错误，C正确：B.若电场是匀强电场，则电场力恒定， 因小球到达b点时的速度仍为。，故小球做匀速直线运动， 电场力与重力、支持力的合力为零：由于小球的重力沿斜面 向下的分力mgsin37°一定，则当电场力沿斜面向上，大小为 F=mgsin37时，电场力最小，场强最小，又电场力F=Eg,则 该电场场强的最小值一定是E-"m心血37°-33，故B错 5g 误：D.小球从a运动到b的过程中，根据动能定理得 mgLsin37°+W=0,解得静电力对小球做功为W=- 5mgL,故 D错误.故选C. 2.B解析：A.若图中实线是电场线，则粒子受到的电场力水 平向右，电子带负电，所以场强的方向水平向左，而沿着电场 线方向电势逐渐降低，所以b点的电势高于α点的电势 故A错误：B.若图中实线是等势线，则电子受到的电场力方 向竖直向下，电子的速度方向和电场力方向成钝角，从a点 到b点的过程中电子做减速运动，所以电子在α点的速率大 于在b点的速率，故B正确；C.根据上述分析可知，若电子 在a点的速率较大，则图中的实线是等势线，故C错误； D.若实线是电场线，则电子受到的电场力方向水平向右，若 实线是等势线，则电子受到的电场力方向竖直向下，前者速 度和电场力的夹角为锐角，后者速度和电场力的方向为钝 角，前者电子在a点的电势能大于在b点的电势能，后者电 子在α点的电势能小于在b点的电势能，故D错误.故选B. 3.D解析：A.从b点移到d点，电势升高，负电荷电势能减 小，故A错误；B.d、a两点的电势差为U=Pa-p。=0- 1.5mV=-1.5mV,故B错误：C.根据电势的分布情况可知， 此电场电势的分布情况相当于等量异种电荷，左侧为负电 荷，右侧为正电荷，由对称性可知，α、b两点的电场强度等 大、同向，故C错误；D.c、d两点的电场强度相同，从c到d 的直线上，等差等势面先密集后稀疏，电场强度先变大后变 小，故D正确.故选D. 4.B解析：A.以c点研究，根据曲线运动的合力方向位于轨 迹的凹侧，可知粒子在c点受到的电场力向上，根据沿电场 方向电势降低结合电场方向与等势面垂直，可知c点处的电 场方向向下，则该粒子受到的电场力方向与电场方向相反， 所以该粒子带负电，故A错误：B.若粒子经过d点时的动能 为12eV,该粒子在d点的电势能为Ea=-2e×(-5V)= 10eV,则该粒子的动能与电势能之和为E=E+E。=12eV+ 10eV=22eV,由于粒子只受电场力作用，则该粒子的动能 与电势能之和保持不变，该粒子经过a点时的电势能为0， 则该粒子经过a点时的动能为22eV,故B正确；C.该粒子 经过∫点时，该处的电场强度不为0，则该粒子经过∫点时的 加速度不为0，故C错误：D.该粒子在c点的电势能为 黑白题11 E=-2e×(-l0V)=20eV,则粒子从a点运动到c点的过程 中，电势能增加20eV,故D错误故选B. 5.AD解析：A.等量异种电荷电场线分布如图，其中垂面是 一个等势面，各点电势相同，在等势面上移动电荷电场力不 做功，电势能不变，在该等势面中，到0点距离相等的各点 电场强度大小相等，方向均平行于PQ连线，指向负电荷，电 子所受电场力与电场线方向相反，在每个位置都是平行于 PQ连线，指向正电荷方向，A正确；B.在e点静止释放一质 子，其受到电场力方向一直向右，质子在PQ间会一直加速， 不会在f之间往返运动，B错误；C.根据等量异种电荷等势 面分布特点可知，PQ电荷之间的等势面较PQ电荷连线之 外的等势面分布密集一些，则M点电势低于∫点，从e点移 动到M点电场力做功更多一些，C错误；D.g、h两点关于PQ 连线中点对称，电场强度大小相等，方向相同，g点靠近正电 荷，电势大于零，h点靠近负电荷，电势小于零，所以g点电 势高于h点电势，D正确.故选AD. 6.D解析：A.M点处的等势面比N点处等势面密集，则M点 的电场强度大于N点的电场强度，故A错误；B.电场线与等 势面垂直，则正对N点射入“透镜”电场的正电子受到的电 场力的方向不总是指向N点，不会经过N点，故B错误； C.电场线与等势面垂直，由图中对称性及力的合成法则可 知，正对小孔CD中心射入“透镜”电场的正电子受到的电场 力的方向与速度方向相同，会沿直线穿出小孔，故C错误； D.电场线与等势面垂直，根据垂直虚线AB射入小孔CD 的正电子束受到的电场力方向可知，该“透镜”电场对垂直 虚线AB射入小孔CD的正电子束有发散作用，故D正确.故 选D. 7.C解析：A.a、b两点的电场强度方向不相同，故A错误； B.系统达到静电平衡状态后，整个导体是一个等势体，c点 的电势等于d点的电势，故B错误；C.沿着电场线电势降 低，a点的电势大于f点的电势，根据E。=gp可知将一带正 电的点电荷从a点移到f点，电势能减小，故C正确；D.沿着 电场线电势降低，d点的电势大于f点的电势，根据E。=q9 可知将一带负电的点电荷从d点移到∫点，电势能增大，则 电场力做负功，故D错误故选C. 压轴挑战 8.(1)0.5(2)-15V(3)5m 解析：(1)由=肠=千，0为B连线的中点知，a,b关于0 点对称，则a、b两点间的电势差U,=0,设小滑块与水平面 间的摩擦力大小为f,在滑块从a点运动到b点的过程中，由 动能定理得9U于·乞0-R0,又摩擦力fmg,解得公 2E0=0.5 mgL (2)在滑块从0点运动到b点的过程中，由动能定理得 gUaf冬-0-n5,解得Ua=-15V (3)对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过 程，由动能定理得gU0-f=0-Eo,又Uo=-U=15V,解 必修第三册·RJ 得s=5m. 第3节电势差与电场强度的关系 白题 基础过关 1.C解析：A.场强的大小是由电场本身决定的，与U、d无关， 故A错误；B.公式UB=Ed中，E只有是定值才能求解电势 差，所以可知此公式只适用于匀强电场，故B错误；C.公式 中的是匀强电场中A、B沿电场线方向的距离，也可以是 这两点所在的两等势面之间的距离，故C正确；D.在同一匀 强电场中，公式U=Ed中，d是两点间沿电场线方向的距离， 所以只有当两点间沿场强方向的距离越大时，两点间电势差 也越大，而不是任意两点间的距离越大，两点间电势差也越 大，故D错误.故选C. 2.A解析：由题知∠A=37°，根据几何关系，可得AB沿电场线 方向的距离为dB=4cm×cos37°=3.2cm,则有E dAB 32x10WC=10VC,又Uc=Bdc,P,-P6=0e,解得 5-1.8 Pc=0V,故A正确，BCD错误故选A. 3.C解析：电场线密的地方电场强度大，电场线稀的地方电 场强度小，故E。<E。<E。;沿着电场线方向电势逐渐降低，故 P.>p6>p。;由U=Ed和ab=bc可得Uh<U.故选C. 4.D解析：A.等势面的电势大小与零电势的位置有关，故若 改变零电势的位置，等势面b的电势会变，故A错误； BCD.因ba间的平均电场强度大于cb间的平均电场强度，且 ba间的距离等于cb间的距离，根据U=Ed,故Ua>U,即等 势面b的电势高于-6V,故BC错误，D正确.故选D. 5.D解析：AB.由题意，PA=5V、PB=-5V、Pc=15V,则BC 连线的中点D的电势为P,Pe=-55V=5V,则P, 2 2 P4,AD为一条等势线；根据电场线与等势线垂直，且由高电 势指向低电势可知，场强的方向垂直于AD连线斜向下，如 图所示，故AB错误.CD.由几何关系可知，AB在沿电场线方 向上的距离为1cs30°，故场强的大小为E=1eo930° 5-(-5)v/m= 20 V/m,故C错误，D正确.故选D. 3 609 B 6.D解析：A.由于电子的初始动能未知，所以电子到达O点 时，动能不一定为20eV,故A错误；B.根据能量守恒定律可 知，电子从A到0点，电势能减小，则动能增大，φ一x图像的 斜率代表电场强度，则电子从A到O点，先做匀速运动，后 做加速度逐渐增大的加速运动，故B错误；C.从A到B,电子 的动能不变，从B到C电子动能增加，从C到D动能不变， 故C错误；D.根据电势能的计算公式E。=p,可知整个运动 过程中，电子的电势能减少了40eV,故D正确.故选D. 黑题应用提优 1.D解析：A.根据动能定理，可得-U4=E4-EB,解得 UM=-2V,则UAB=-Ug4=2V,故A错误；B.同理，可 得-eUc=Ekc-EB,解得Uc=6V,故B错误；C.从B到A电 黑白题12