2.2 电势与等势面（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（鲁科版）

**基本信息** 本同步练习通过“基础过关+能力提升”分层设计，以电势、等势面核心概念为起点，逐步过渡到综合应用，强化物理观念与科学思维，适配新授课知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|电势定义及相对性、电势能与电势关系、等势面性质及应用|以辨析题（如电势相对性判断）和简单情境题（如电势能变化分析）为主，夯实物理观念| |能力提升练|场强与电势叠加、电势变化图像分析、非匀强电场等势面综合应用|结合复杂情境（如正方形电荷分布）和图像问题，通过综合题提升科学推理与模型建构能力|

第2节　电势与等势面 基础过关练 题组一　对电势的理解 1.（多选题）关于电势下列说法正确的是 （　　） A.电场中某点电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，静电力所做的功 B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关 C.由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低 D.电势是描述电场性质的物理量 2.（2026广西南宁第二中学期中）将一正电荷从无限远处移到电场中的M点，电势能减少了 8.0×10-9 J；将另一负电荷（正、负电荷所带电荷量的绝对值相等）从无限远处移到电场中的N点，电势能增加了9.8×10-9 J。若以无限远处为零电势点，M、N两点的电势分别为φM、φN，则下列判断正确的是 （　　） A.φM<φN<0　　　　B.φN>φM>0 C.φN<φM<0　　　　D.φM>φN>0 3.（多选题）如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是 （　　） 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 题组二　对等势面的理解及应用 4.关于等势面的说法，正确的是 （　　） A.电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功 B.在同一个等势面上各点的场强大小相等 C.两个不等电势的等势面可能相交 D.若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小 5.下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度也相同的是（其中C、D图中的a、b两点位于两电荷连线的垂直平分线上，并且关于连线对称） （　　） 6.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则 （　　） A.P、Q两点处的电荷等量同种 B.a点和b点的电场强度相同 C.c点的电势低于d点的电势 D.负电荷从a到c，电势能减少 7.（2026陕西宝鸡质量检测）如图所示，三条虚线表示某点电荷形成的电场中的等势面，一带电粒子仅受电场力作用，沿实线路径运动，A、B、C、D、G是该带电粒子运动轨迹与等势面的交点，下列说法正确的是 （　　） A.该带电粒子带负电 B.场源电荷带正电 C.该带电粒子在B、G两点处的动能不同 D.带电粒子在D点的加速度小于在G点的加速度 能力提升练 题组一　对电势的理解 1.（2026安徽A10联盟学情调研）如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，O是正方形的中心，在A、D两点固定电荷量都是q的正点电荷，O点的电场强度大小为E，O点的电势为φ。已知场源电荷Q激发的电场中，距离场源电荷r处的电势为φ=k，取无穷远处电势为零。若在C点再固定另一电荷量为-q的点电荷，则关于O点的场强大小和电势，下列说法正确的是 （　　） A.O点的场强大小为E，电势为 B.O点的场强大小为E，电势为φ C.O点的场强大小为E，电势为 D.O点的场强大小为E，电势为φ 2.（2025广东东莞第一中学月考）在静电场中，沿x轴电势φ变化的规律如图所示，一带正电粒子仅在电场力作用下从原点沿x轴正方向运动到无穷远的过程中，下列说法正确的是　 （　　） A.粒子的动能一直增大 B.粒子的电势能先减小后增大 C.在x轴方向上的电场强度方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向 D.在x轴方向上的电场强度方向沿x轴正方向 3.（多选题）（2025福建德化第一中学月考）电荷量相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点，O点是正方形的中心，电场线分布如图所示，取无限远处电势为零。下列说法正确的是 （　　） A.正方形右下角电荷q带正电 B.M、N、P三点中N点场强最小 C.M、N、P三点中M点电势最高 D.负电荷在P点的电势能比在O点的小 题组二　等势面的理解及应用 4.（2026河南省实验中学月考）某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d四点分别位于电势为-2 V、-1 V、1 V、2 V的等势线上，则 （　　） A.a、b、c、d中，a点电场强度最小 B.a、b、c、d中，d点电场强度最大 C.一电子从b点移到c点，电场力做功为2 eV D.一电子从a点移到d点，电势能增加了4 eV 5.（多选题）（2026山东济宁第二中学月考）冷冻电镜技术可解析晶态冰中蛋白质三维结构。电子透镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间的电势差相等。现有一电子以一定初速度进入该区域，实线为运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列说法正确的是 （　　） A.电子透镜的电场可能是两个等量异种点电荷产生的 B.a点的电势高于b点的电势 C.若该电子从a向b运动，则电子在a点的动能小于在b点的动能 D.电子在a点的电势能大于在b点的电势能 答案与分层梯度式解析 第2节　电势与等势面 基础过关练 1.ABD　由电势的定义可知A正确；由于电势是相对的，电势的数值与零电势点的选取有关，故B正确；虽然电势是相对的，但两点的电势的高低是绝对的，C错误；电势和电场强度都是描述电场性质的物理量，故D正确。 2.C　利用电势能的变化来判断电势的高低。取无限远处电势为零，则正电荷在M点的电势能为-8.0×10-9 J，负电荷在N点的电势能为9.8×10-9 J。由φ=可知，M、N点的电势φM<0，φN<0，且|φN|>|φM|，即φN<φM<0，故C正确。 3.BC　由电场线的疏密反映场强大小知EA<EB，沿电场线方向电势降低，故φA>φB，所以A错，B对；将正电荷从A移到B，电场力做正功，电势能减少，故C对；负电荷在电势高处电势能小，故D错。 4.D　等势面由电势相等的点组成，等势面处的电场线跟等势面垂直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并不是不受电场力的作用，A错；等势面上各点场强大小不一定相等，等势面不可能相交，B、C错；等差等势面的疏密反映场强的大小，D对。 5.D　A中a、b两点不在同一等势面上，所以这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相同，故A错；B中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强大小相等、方向不同，故B错；C中a、b两点关于两等量同种电荷的连线对称，所以电势相等，两点的场强大小相等、方向不同，故C错；在D中，a、b两点的电势相等，而且场强的方向相同、大小相等，故选D。 6.D　由题图可判断P、Q两点处的点电荷为等量异种点电荷，故Q处点电荷带负电，A项错误。a、b两点的电场强度方向不同，故B项错误。由两等量异种点电荷的等势面分布情况知φc>φd，故C项错误。由两等量异种点电荷的等势面分布情况知φa<φc，故负电荷从a到c，电势能减少，故D正确。 7.A　 题图解读 由电场线和等势面的关系，大致画出电场线；根据曲线运动的轨迹与受力的关系画出C点处电场力的方向，如图： 根据画出的电场线的方向可得产生电场的场源电荷带负电（点拨：负点电荷的电场线由无穷远处指向负点电荷）；带电粒子的运动轨迹向下弯曲，电场力方向沿电场线向下，可知带电粒子受到斥力作用，故带电粒子带负电，A正确，B错误；由图可知，B、G两点在同一等势面上，UBG=0，故带电粒子从B运动到G电场力做功为0，即在B、G两点的动能相同，C错误；根据等差等势面越密集的位置场强越大，可知D点的电场强度大于G点的电场强度，根据F=qE=ma，可得带电粒子在D点的加速度大于在G点的加速度，D错误。 能力提升练 1.A　 关键点拨 场强叠加遵循矢量运算法则，电势的叠加实质是空间中各点电荷或各部分电荷单独存在时在该点产生的电势的代数和。 由题意可知，A、C、D三点到O点的距离相等，且三点处的点电荷的电荷量大小相等，则三个点电荷在O点产生的电场强度大小相等，设为E0，当只在A、D两点放置点电荷时，O点的场强大小E==E0；当在A、C、D三点放置点电荷时，O点的场强大小为E'=E0=E；A、D两点的正点电荷在O点产生的电势相等，设为φ0，则φ=2φ0，C点的负点电荷在O点产生的电势为-φ0，则O点的电势φ'=2φ0-φ0=φ0=。故选A。 2.C　粒子的电势能Ep=qφ，根据图像可知电势先增大后减小，所以带正电粒子的电势能先增大后减小；由于带电粒子仅受电场力作用，所以动能和电势能的总量守恒，故动能先减小后增大，A、B错误。根据沿着电场线的方向电势逐渐降低，可得x轴方向上电场强度方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向，C正确，D错误。 3.AC　根据电场线的特点及图中电场线方向可知，正方形左上角电荷带正电，右上角电荷带负电，右下角电荷带正电，左下角电荷带负电，A正确；根据电场线的疏密反映场强大小，M、N、P三点中M点场强最小，B错误；依据对称性可知，O点电势为零，M点电势为零，N、P两点更接近负电荷，所以M、N、P三点中M点电势最高，C正确；将负电荷从P点移动到O点，电势升高，电场力做正功，电势能减少，所以负电荷在P点的电势能比在O点的电势能大，D错误。 4.C　根据等差等势线越密集的位置电场强度越大，可知a、b、c、d中，a点的电场强度最大，c点的电场强度最小，故A、B错误；一个电子从b点移动到c点，电场力做功为Wbc=-eUbc=-e（φb-φc）=2 eV，故C正确；一个电子从a点移动到d点，电场力做功为Wad=-eUad=-e（φa-φd）=4 eV，则电势能减少4 eV（点拨：电场力做的功等于电势能的减少量），故D错误。  5.CD　 关键点拨 由于电场线垂直于等势面，带电粒子（电子）所受的电场力沿电场线的切线方向，且指向轨迹的凹侧，结合电子带负电，所受电场力方向与场强方向相反，可画出电场线的分布情况，如图所示。 由电场线的分布看，电子透镜的电场不可能是两个等量异种点电荷产生的，故A错误；根据画出的电场线的分布情况，结合“沿着电场线的方向电势逐渐降低”，可得a点的电势低于b点的电势，故B错误；根据Ep=φq可知，电子在a点的电势能大于在b点的电势能，若该电子从a向b运动，电势能减小，电场力做正功，电子的动能增加，则电子在a点的动能小于在b点的动能，故C、D正确。 解题模板　 求解此类问题的思维模板 7 学科网（北京）股份有限公司 $