10.2 电势差 同步作业-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦“电势差”核心概念，通过基础认知、概念应用、综合拓展三层设计，实现从单一公式到能量综合的知识进阶，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| |----|----------|----------| |基础认知|电势差定义及单位|单考点辨析（如电子伏单位判断），巩固物理观念| |概念应用|等势面性质及场强关系|多情境分析（如等势面疏密与场强大小），强化科学推理| |综合拓展|多过程能量综合|跨知识点计算（如动能定理结合电场力做功），提升问题解决能力|

第2节　电势差 同步作业 一、选择题: 考点一 电势差 1．关于电子伏，下列说法正确的是( ) A．电子伏是电场强度的单位 B．电子伏是电势差的单位 C．1 eV＝1.60×1019 J D．1 eV＝1.60×10－19 J 2．电场中有a、b两点，a点电势为4 V，若把电荷量为－2×10－8 C 的电荷从a移到b的过程中，静电力做的功为 4×10－8 J，则( ) A．a、b两点中，a点电势较高 B．b点电势为6 V C．b点电势为－2 V D．b点电势为2 V 3.在电场中，A、B两点间的电势差UAB＝75 V，B、C两点间的电势差 UBC＝－200 V，则A、B、C三点电势的高低关系是( ) A．φA>φB>φC B．φA<φC<φB C．φC>φA>φB D．φC>φB>φA 4．对于电场中的A、B两点，下列说法正确的是( ) A．电势差的定义式UAB＝，说明A、B两点间的电势差UAB与静电力做的功WAB成正比，与试探电荷的电荷量q成反比 B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点静电力做的功 C．将1 C的电荷从A点移到B点，静电力做1 J的功，则这两点间的电势差为1 V D．若在带电质点由A点移到B点的过程中，除受静电力外，质点还受其他力的作用，则质点电势能的变化量的负值不再等于静电力所做的功 考点二 等势面 5．如图为真空中某场源点电荷的等势面示意图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是( ) A．P点的场强一定比Q点的电场强度大 B．P点电势一定比Q点电势低 C．正试探电荷在P点比在Q点的电势能小 D．负试探电荷在P点比在Q点的电势能大 6．图中水平虚线表示某电场的一组互相平行的等势面，各等势面的电势值如图所示，则( ) A．B处的电场强度方向竖直向下 B．A、B两处电场强度的大小关系为EB>EA C．2 C的正电荷从B到A，静电力做正功2 J D．负电荷从A移到B时静电力做正功 7．如图(a)，在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为FM和FN，相应的电势能分别为EpM和EpN，则( ) A．FM<FN，EpM>EpN B．FM>FN，EpM>EpN C．FM<FN，EpM<EpN D．FM>FN，EpM<EpN 8．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点，其中a、b两点的电势和电场强度均相同的是( ) 9．(多选)如图所示，虚线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则( ) A．A点电场强度小于B点电场强度 B．A点电场强度方向指向x轴负方向 C．A点电场强度大于B点电场强度 D．A点电势高于B点电势 10．(多选)如图所示，展示了等量异种点电荷的电场的电场线和等势面的分布。关于场中的A、B、C、D四点，下列说法正确的是( ) A．A、B两点的电势和电场强度都相同 B．A、B两点的电场强度相同，电势不同 C．C、D两点的电势和电场强度都不同 D．C、D两点的电势相同，电场强度不同 二．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 11．有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时克服静电力做功6×10－4 J，从B点移到C点时静电力做功9×10－4 J。 (1)求A与B、B与C、C与A间的电势差； (2)取B点为零电势点，求A、C两点的电势； (3)比较电荷在A、C两点的电势能的大小。 12.如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方，和Q相距分别为h和0.25h，将一带电小球从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为0。若此带电小球在A点的加速度大小为g，g取10 m/s2，试求： (1)此带电小球在B点的加速度大小； (2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)。 13．如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B和C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B为AC的中点，C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为q、套在直杆上的带负电小球从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g，A点距离C点所在的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为2。 (1)求小球滑至C点时的速度大小； (2)求A、B两点间的电势差UAB； (3)若以C点为零电势点，试确定A点的电势。 参考答案: 1.答案:D解析　电子伏是能量的单位，不是电场强度和电势差的单位，A、B错误。电子在电势差为1 V的两点间移动时静电力做功等于1 eV，由静电力做功公式W＝qU得1 eV＝1.6×10－19×1 J＝1.6×10－19 J，C错误，D正确。 2.答案:B解析　将负电荷从a移到b的过程中静电力做正功，电势能减小，则电势升高，所以b点电势较高，故A错误；根据Uab＝＝ V＝－2 V，可得φb＝φa－Uab＝6 V，故B正确，C、D错误。 3.答案:C解析　因为UAB＝φA－φB＝75 V>0，所以φA>φB。又UBC＝φB－φC＝－200 V<0，所以φB<φC。又UAC＝UAB＋UBC＝75 V＋(－200 V)＝－125 V<0，所以φC>φA，得φC>φA>φB，故C项正确。 4.答案:C解析　两点间的电势差由电场本身及电场中两点的位置决定，与试探电荷及静电力的做功情况无关，故A错误；由公式UAB＝可知，A、B两点间的电势差等于单位正电荷从A点移动到B点时静电力做的功，故B错误，C正确；不管质点受几个力的作用，以及其他力是否做功，电势能的变化量只与静电力做功有关，故D错误。 5.答案:A解析　由于P点比Q点离场源电荷近，故P点的电场强度一定比Q点的电场强度大，故选项A正确；若该场源点电荷带正(负)电，离它越近电势越高(低)，故选项B错误；正试探电荷在电势高(低)的地方电势能大(小)，因P点与Q点的电势高低不确定，故选项C、D错误。 6.答案:D解析　由题意知，电场线方向竖直向上，即B处电场强度方向竖直向上，A错误；等差等势面疏密均匀，则电场线疏密也均匀，说明此电场是匀强电场，电场强度处处相同，B错误；根据公式W＝qU得，2 C的正电荷从B到A，静电力做功为WBA＝qUBA＝2 C×(3 V－1 V)＝4 J，C错误；负电荷所受的静电力方向竖直向下，从A移到B时静电力做正功，D正确。 7.答案:A解析　在电场中，等势面越密，电场强度越大，由此可知EM<EN，由F＝qE，可知FM<FN，由于固定电荷为负电荷，电场方向由金属板指向负电荷，沿电场线方向电势越来越低，可知M点所在等势面的电势大于N点所在等势面的电势，即 φM>φN，正电荷在电势高处电势能大，可知EpM>EpN ，A正确，B、C、D错误。 8.答案:B解析　题图A中，a、b两点是离点电荷等距的两点，处于同一等势面上，电势相同，电场强度大小相等，但方向不同，故A不符合题意；题图B中，等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，则a、b两点的电势相同，由于电场线关于两点电荷连线上下对称，且都与等势面垂直，所以a、b两点的电场强度的大小和方向均相同，故B符合题意；题图C中，a、b两点的电场强度方向相同、大小不等，a点的电势大于b点的电势，故C不符合题意；题图D中，a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同，但两点不在同一等势面上，电势不相等，故D不符合题意。 9.答案:AD解析　由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相应的电场线，如图所示，则可知A、B两点处的电场强度方向指向x轴正方向，A点电势高于B点电势，由电场线的疏密可知，A点处的电场强度小于B点处的电场强度，故选AD。 10.答案:BD解析　A、B两点关于两点电荷连线的中垂线对称，电场强度相同，根据沿着电场线方向电势逐渐降低的特点，A点的电势高于B点的电势，A错误，B正确；C、D两点在同一个等势面上，电势相等，但是两点所在处电场线疏密不同，电场强度不同，C错误，D正确。 11.答案　(1)200 V　－300 V　100 V　(2)200 V　300 V (3)A点电势能大 解析　(1)负点电荷从A点移到B点克服静电力做功，则WAB＝－6×10－4 J， A、B间的电势差UAB＝＝ V＝200 V， B、C间的电势差UBC＝＝ V＝－300 V， C、A间的电势差UCA＝－UAC＝－(UAB＋UBC)＝100 V。 (2)取B点为零电势点，由UAB＝φA－φB得A点的电势φA＝UAB＝200 V， 由UBC＝φB－φC得C点的电势φC＝－UBC＝300 V。 (3)电荷从A点移到C点静电力做的功WAC＝WAB＋WBC＝3×10－4 J，静电力做正功，所以电势能减少，则点电荷在A点的电势能大。 12.答案　(1)30 m/s2　(2)－ 解析　(1)由题意可知该带电小球带正电，设小球所带电荷量为q，小球在B点的加速度大小为aB。由牛顿第二定律得，在A点时，有mg－＝m·g， 在B点时，有－mg＝maB，解得aB＝3g＝30 m/s2。 (2)带电小球从A点运动到B点的过程中， 由动能定理得mg(h－0.25h)＋qUAB＝0，解得UAB＝－。 13.答案　(1)　(2)－　(3)－ 解析　(1)B、C两点到点电荷距离相等，则UBC＝0， 对带电小球从B到C过程应用动能定理得mg·R＝mv－mv， 解得vC＝。 (2)对带电小球从A到C过程应用动能定理得 UAC(－q)＋mg·3R＝mv－0， 可得UAC＝－，因UAC＝UAB，故UAB＝－。 (3)若以C点作为零电势点，则UAC＝φA－0， 解得φA＝－。 学科网（北京）股份有限公司 $