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

**基本信息** 本练习以电势差和等势面为核心，通过基础概念辨析、情境应用分析及综合计算，构建“概念理解-情境迁移-规律应用”的三阶巩固路径，适配同步教学中物理观念建构与科学思维培养需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|电势差定义/单位、等势面基本性质|1-3题概念辨析（如电势差矢量性判断），9-11题等势面基础认知，强化物理观念| |提升层|电势差计算、等势面与电场线关系|4-8题结合等势面图像分析电子做功（如第5题雷电电场），12-14题不同电场中等势面应用（如第12题两等量正电荷电场），培养科学思维| |综合层|电势差与场强综合、能量转化|17题匀强电场电势差-场强计算，18题电场力做功与动能定理结合，体现科学探究与综合应用|

10.2 电势差 同步练习 一、单选题 考点一 电势差 1．下列说法正确的是（     ） A．电场中两点的电势差 B．电场中两点的电势差 C．电势差的国际单位制单位是库（C） D．电势差是矢量，其正负表示两点的电势之间的方向 2．如图所示，某电场中A点的电势为2 V，B点的电势为，则A、B间的电势差 UAB 为（　　） A．1 V B．2 V C．3 V D．4 V 3．电压（voltage），也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。电压的国际单位制基本单位表示为（　　） A． B． C．V D． 4．某电场的等势面如图所示。若把电子从A点移到C点，静电力做正功W。下列说法正确的是（     ） A．A点的电势比C点高 B．把电子放在A点与B点所受电场力一样大 C．把电子放在B点的电势能比放在C点时大 D．把电子从B点移到C点，静电力做功大于W 5．如图（a），某棵大树被雷电击中，此时以大树为中心的地面上形成了电场，该电场的等势面分布及电场中M、P两点的位置如图（b）所示，则（     ） A．电场线由P点指向M点 B．越靠近大树的地方电场强度越小 C．M、P两点间的电势差为200kV D．若一正试探电荷从M点移到P点，电场力做负功 6．如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为的点电荷从A点移到M板，电场力做功，把该点电荷从A点移到N板，电场力做功为，N板接地。则（　　） A．A点的电势 B．M点的电势 C．A与M的电势差 D．M与N的电势差 7．兰山三台阁作为皋兰山主要地标建筑，是来兰州游客必备打卡之地，是欣赏兰山日出、“兰哈顿”夜景及兰山烟雨的绝佳之地，其顶部有避雷针。图甲为兰山三台阁，图乙为避雷针周围的等势面分布情况，电场中有、、三点，则下列说法不正确的是（    ） A．、两点电势差 B．点的场强小于点的场强 C．电子从运动到，电场力不做功 D．电子在点的电势能小于其在点的电势能 8．电子透镜中电场的等势线分布如图虚线所示，一电子从电子枪发射后仅受电场力作用，实线为运动轨迹，a、b、c、d为轨迹上的四个点，已知电子经过b点时动能为500eV，等势线的电势已标在图中，则（     ） A．电子在a点的动能为400eV B．电子在a点的速度大于b点 C．bd两点间的电势差 D．电子从a运动到d，电势能先增大后减小 考点二 等势面 9．如图所示，A、B、C为一正点电荷电场中的三个点，A、B在同一等势面上，B、C在同一电场线上，则带正电的试探电荷在（     ） A．A点受到的电场力比B点的小 B．A点受到的电场力比B点的大 C．B点的电势能比C点的小 D．B点的电势能比C点的大 10．放射治疗是抗击癌症的关键方法之一，医生利用质子束精准定位到肿瘤部位，以摧毁癌细胞。人体表面存在电场，这个电场可以类比为由两个等量电荷产生的电场，下图展示了该电场的等势面的分布情况。在仅考虑电场力作用的情况下，下列说法正确的是（　　） A．两个电荷的电性一定相同 B．点电势一定等于点的电势 C．质子在点的电势能一定小于在点的电势能 D．质子在点的动能一定等于在点的动能 11．一孤立正点电荷周围的电场线和等势面的分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电场线和等势面都是客观存在的 B．在同一个等势面上移动电荷时静电力做正功 C．电荷在同一个等势面上受到的静电力处处相同 D．电场线与等势面垂直，方向由电势高的等势面指向电势低的等势面 12．在下列电场中电子仅受电场力作用，能够始终沿同一等势面运动的是（　　） A．匀强电场 B．独立负点电荷形成的电场 C．两等量负点电荷形成的电场 D．两等量正点电荷形成的电场 13．如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等差等势面，A、B、C为电场中的三个点。下列说法正确的是（　　） A．A点电势比B点高 B．A点场强比B点小 C．负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大 D．将一正电荷从C点移动到B点，其所受静电力做正功，电势能降低 14．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。 、 、c、d四点分别位于电势为－2V、－1V、1V、2V的等势线上，则（     ） A． 、 、c、d中 点电场强度最小 B． 、 、c、d中d点电场强度最大 C．一个电子从 点移动到d点电势能增加了4 D．一个电子从 点移动到d点电势能减少了4 15．如图所示，图中虚线是某一电场区域的等势面分布，各等势面上的电势值已在图中标出。实线为某一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，从P点运动到Q点。关于该段运动过程，下列描述正确的是（　　） A．该粒子可能带正电 B．粒子做加速度增加的加速运动 C．该带电粒子的电势能不断增加 D．该电场可能是真空中一孤立点电荷产生的电场 16．如图所示为某电场等势面分布图，现用外力将一带负电的小物块由电场中的A点沿直线匀速移动到B点。下列说法正确的是（　　） A．该电场可能是由孤立的点电荷产生 B．A、B两点的电场强度大小满足 C．小物块在A点附近比在B点附近电势能变化慢 D．若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电场力先做负功后做正功 二、解答题 17．如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，，，电场方向平行于所在平面。把带电荷量的点电荷由A点移到点，电场力做功；再由点移到点，克服电场力做功 (1)求A、B和B、C间的电势差和； (2)若取点的电势为零，求两点的电势和； (3)求电场强度的大小。 18．如图所示，光滑绝缘竖直细杆与以正电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点。一质量为m，电量为的空心小球从杆上A点从静止开始下落。设，小球滑到点时速度为，试求： (1)小球从A滑至B的过程中电场力做的功； (2)小球滑至C点的速度； (3)若以C点为零电势点，试确定A点的电势。 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A C C A D A D D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 D D C D C B 1．B 【详解】AB．根据电势差与电势的关系可知电场中两点的电势差，故A错误，B正确； C．在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为伏特（V），故C错误； D．电势差是标量，有正有负，其正负表示两点电势的高低，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】根据电势差的定义可知A、B间的电势差 故选C。 3．A 【详解】由于电压的单位为伏特（V），则有 故选A。 4．C 【详解】ACD．因为正点电荷的电场是向外发散型的，且沿电场方向电势逐渐降低、同一等势面上的两点电势相等，所以由题图可知，A、B、C三点的电势关系为 因为A、B两点电势相等，所以A、C两点间电势差与B、C两点间电势差相等，则由可知，把电子从B点移动到C点静电力做的功，等于把电子从A点移动到C点静电力做的功W。因为B点的电势小于C点的电势，又因为带负电的粒子在电势更低的位置电势能更大，所以把电子放在B点的电势能比放在C点时大，故AD错误，C正确； B．因为等势面与电场线相交处互相垂直，则由题图可知，A、B处电场线的疏密程度不同，则电场强度大小不同，因此由可知，电子在两处所受电场力不一样大，故B错误。 故选C。 5．C 【详解】AB．由题图（b）可知，，，则，根据电场线由高电势指向低电势，可知电场线由大树（即表示等势面的同心圆的圆心）指向P点。根据等差等势面越密的地方电场强度越大，则越靠近大树的地方电场强度越大，故AB错误； C．根据电势差的定义，可得，故C正确； D．由于，正电荷从高电势移到低电势，电场力做正功，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】A．已知N板接地，则其电势。 根据电场力做功与电势差的关系公式，对于点电荷从A点移到N板的过程有 代入数据解得A点的电势,故A正确； C．对于点电荷从A点移到M板的过程有 代入数据解得A与M的电势差，故C错误； BD．根据电势差的定义 代入数据解得M点的电势 M与N的电势差 代入数据解得,故BD错误。 故选A。 7．D 【详解】A．由图可知，、两点电势差，故A正确，不符合题意； B．因点比点等势面密集，可知电场线密集，则点的场强大小比点的小，故B正确，不符合题意； C．、两点在同一条等势线上，所以电子从到，电场力不做功，故C正确，不符合题意； D．因点的电势比点的低，可知电子在点的电势能大于其在点的电势能，故D错误，符合题意。 故选D。 8．A 【详解】A．由图可知，点的电势为，点的电势为，根据等势面与电场线垂直，且电场线指向电势降低的方向，可知在 所在区域，电势下高上低，电场线向上，电子带负电，受到的电场力向下，电子从到的运动方向与电场力方向夹角为锐角，因此电场力做正功，根据动能定理有 解得电子在点的动能为，故A正确； B．由A选项分析可知，根据动能公式可知，电子在点的速度小于在点的速度，故B错误； C．由图可知，，则两点间的电势差，故C错误； D．电子带负电，在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，从到的过程中，电势先升高后降低，所以电子的电势能先减小后增大，故D错误。 故选A。 9．D 【详解】AB．源电荷为正电荷，A、B在同一等势面上，可知A、B距源电荷的距离相等。根据库仑定律可知试探电荷受电场力大小为 可得带正电的试探电荷在A点受到的电场力与在B点受到的电场力大小相等，故AB错误； CD．源电荷为正电荷，可知BC连线上的电场线水平向右，沿电场线方向电势降低，可得B点的电势比C点的高，根据可得带正电的试探电荷在B点的电势能比C点的大，故C错误，D正确。 故选D。 10．D 【详解】A．由图可知两个电荷没有共同的等势面，所以两个等量电荷为等量异种电荷，故A错误； D．c点和d点位于同一等势面上，该面为零势能面，所以当质子从c点移动至d点时，电场力不做功。根据能量守恒定律，质子的动能保持不变，故D正确； B．由于两个电荷的电性不同，点和点的电势不同，故B错误； C．由于质子的电荷量不变，根据电势能表达式 可知，质子在点和点的电势能不同，但是无法确定和点的电势高低，故C错误。 故选D。 11．D 【详解】A．电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线，实际不存在。电场中电势相等的点构成的面是等势面，是存在的，故A错误； B．在同一个等势面上移动电荷时，电势差为零，根据可知静电力不做功，故B错误； C．电场线与等势面垂直，孤立正点电荷的等势面是圆形，可得电荷在同一个等势面上受到的静电力大小相同，但是方向不同，故C错误； D．电场线与等势面垂直，沿着电场线方向电势降低，则电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故D正确。 故选D。 12．D 【详解】A．匀强电场的等势面与电场线垂直，若电子初速度沿某一等势面，电子受恒力（方向与电场相反）与初速度垂直，运动轨迹为抛物线，可知电子无法始终沿同一等势面运动，故A错误； B．独立负点电荷形成的电场的等势面为同心球面，若电子始终沿同一等势面运动，电子受排斥力（径向向外），无法提供向心力，可知电子无法始终沿同一等势面运动，故B错误； C．两等量负点电荷形成的电场：在连线的中垂面上，等势线为圆，但电子受电场力方向远离中心（径向向外），无法提供向心力，故不能沿圆形等势线运动，其他路径也无法始终沿同一等势面，故C错误； D．两等量正点电荷形成的电场：在连线的中垂面上，等势线为圆，电子受电场力指向中心（径向向内），可提供向心力，使电子沿圆形等势线做匀速圆周运动，始终沿同一等势面，故D正确。 故选D。 13．C 【详解】A．沿电场线的方向是电势逐渐降低，因此A点电势低于B点电势，故A错误； B．电场线的疏密程度反映电场强度的大小，由图可知，A点的场强大于B点的场强，故B错误； C．负电荷从A点移动到B点，电场力做正功，电势能减小，因此负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故C正确； D．正电荷从C点移动到B点，电场力做负功，电势能增大，故D错误。 故选C。 14．D 【详解】AB．根据等差等势面越密集电场强度越大，可知、、、中点电场强度最大，点电场强度最小，故AB错误； CD．一个电子从点移动到点电场力做功为 代入数据得 由于电场力做正功，电势能减小，所以电子从点移动到点电势能减小了4eV，故C错误，D正确。 故选D。 15．C 【详解】A．电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向，又因粒子所受电场力指向轨迹凹侧且与电场方向共线，故该粒子所受电场力与场强方向相反，故粒子带负电，故A错误； BC．粒子所受电场力与速度方向成钝角，故电场力做负功，电势能不断增加，粒子做减速运动，且从P点运动到Q点等势面越来越密集，场强越来越大，加速度越来越大，故粒子做加速度增加的减速运动，故B错误，C正确； D．孤立点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆，故该电场不可能是真空中一孤立点电荷产生的电场，故D错误。 故选C。 16．B 【详解】A．由孤立的点电荷产生的等势面，形状为同心圆，题中的电场等势面形状为椭圆，故该电场不可能是由孤立的点电荷产生，故A错误； B．电场等差等势面越密，电场强度越大，故A、B两点的电场强度大小满足 故B正确； C．A点附近电场等势面密，电势变化快，则小物块在A点附近比在B点附近电势能变化快，故C错误； D．若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电势先减小后增大，电场力先做正功后做负功，故D错误。 故选B。 17．(1)， (2)， (3) 【详解】（1）根据电场力做功与电势差关系可得，A、B间的电势差为 B、C间的电势差为 （2）若取B点的电势为零，则有， 解得， （3）建立坐标系，以B为原点，BC边为轴，BA边为轴 则 所以电场强度的大小为 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意可知，小球从A滑至B过程中，根据动能定理 解得小球从A滑至B过程中电场力做的功 （2）因为B、C是在电荷Q产生的电场中处于同一等势面上的两点，即 则B到C过程，电场力做功为零，由动能定理得 解得小球滑至C点的速度 （3）由静电力做功与电势差的关系可知 又因为， 解得A点的电势 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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