物理必修 第三册第十章 静电场中的能量2 电势差精练

这是一份物理必修 第三册第十章 静电场中的能量2 电势差精练，共18页。试卷主要包含了2电势差同步训练1，5eV，0103V；8等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年度人教版（2019）必修第三册10.2电势差同步训练1（含解析）  1．如图所示，实线是电场中的等势线，为中心对称图形，部分等势线的上端标出了其电势数值，虚线是以中心点为圆心的圆，a、b、c、d是圆周跟等势线的交点；M、N是中轴线跟等势线的交点。下列说法正确的是（　　）A．a、b、c、d四点的电势都相等B．a、b、c、d四点的电场强度大小都相等、方向都相同C．电子若从a点运动到c点，则克服电场力做的功大于0.4eVD．电子若在M点由静止释放，则将沿中轴线穿越电场区域向N点运动，此过程加速度先减小、后增加2．下列说法正确的是（ ）A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B．电势差是一个有正值和负值之分的矢量C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点选取的不同而改变，所以UAB=UBA3．如图所示，虚线表示某电场中的三个等势面，a、a′、b、b′、c、c′为分布在等势面上的点。一带电粒子从a点运动到c点的过程中电场力做功为Wac，从a′点运动到c′点的过程中电场力做功为Wa′c′。下列说法正确的是（　　）A．c点的电场方向一定指向b点 B．a′点电势一定比c′点电势高C．带电粒子从c点运动到c′点，电场力做功为0 D．4．避雷针是用来保护建筑物等避免雷击的装置。图示为避雷针上方有雷雨时避雷针MN附近的电场线分布示意图，电场线关于直线MN对称。虚线ABCD为一重力不计的带电粒子在电场中仅在电场力作用下从A运动到D的轨迹，则（　　）
 A．该粒子在A点时的加速度比在B点时的加速度大B．A点的电势比B点的电势高C．该粒子带负电D．5．如图所示，在△abc中，d、f分别为bc、ac的中点。一匀强电场平行于△abc所在平面，且a、b、c三点的电势分别为3V、4V、5V。则将一质子（电荷量为e）从d点移到f点的过程中，电场力做功为（　　）
 A．2eV B．1.5eVC．lev D．0.5eV6．如图所示，矩形ABCD的两个顶点A、C上分别固定着两个电荷量相等的异种电荷，O点为矩形两条对角线的交点规定无穷远处为零势能点，B点的电势为且大于零，则下列说法正确的是（　　）A．B、D两点的场强一定大小相等，方向相反B．O点的电势和场强均为零C．将一正点电荷q由B点移到D点电势能减小2D．O、D两点间的电势差UOD等于O、B两点间的电势差UOB7．如图所示，将不带电的绝缘枕形导体P放在正电荷Q的电场中，导体P的a、b两端分别带上了感应负电荷与等量的感应正电荷，另外导体内部还有两点c、d，则以下说法正确的是（　　）
 A．导体上a、b两端的电势高低关系是a>bB．导体上a、b两端的电势高低关系是a<bC．导体内部c、d两点的场强大小关系是Ec=Ed=0D．感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是Ec>Ed=08．2020新冠疫情全球爆发，小方在口罩佩戴中发现其有静电吸附功能，好奇心促使他查阅资料后有如下发现:口罩的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示，针状电极与平板电极分别接高压直流电源的正、负极，电压恒定。针尖附近的空气被接电源正极电离后，带电粒子在电场力作用下运动，熔喷布捕获带电粒子带上静电，平板电极表面为等势面，熔喷布带电后对原电极和电场的影响可忽略不计，下列说法正确的是（　　）A．针状电极上，针尖附近的电场较弱B．熔喷布上表面因捕获带电粒子将带负电C．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐减小D．两电极相距越远，电场对带电粒子做的功越多9．图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是（　　）A．a、b两点的电场强度大小关系Ea>EbB．a、b两点的电势关系一定有Ua>UbC．粒子从P运动到a的过程中，电势能增大D．粒子从P运动到b的过程中，动能增大10．如图所示为一空腔导体周围的电场线分布图，电场方向如图中箭头所示，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四点，其中M、N在一条直电场线上，P、Q在一条曲电场线上，则有（　　）A．M点的电场强度比N点的电场强度大B．P点的电势比Q点的电势低C．负电荷在P点的电势能小于其在Q点的电势能D．M、O间的电势差等于O、N间的电势差 11．如图所示，正六边形ABCDEF所在平面和BC边都与匀强电场平行，场强方向未知，将的正点电荷q从A点沿六边形顺时针移动一周的过程中，电场力做功的最大值为，若取六边形的中心O点的电势为0，则（　　）A．q在移动的过程中电场力先做正功，后做负功B．q在移动的过程中电势能的最小值为C．六边形上电势最低处为A，且D．q经过C点时，电势能减少了12．下述说法正确的是（　　）A．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面B．匀强电场的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面C．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功D．等势面上的各点的场强相等13．如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（　　）A．a、b两点的场强相等B．将沿直径从a移动到b，电场力先做正功后做负功C．c点场强大于d点的场强D．将从c移动到d，电场力做正功14．如图虚线为某静电场的部分等势面，各等势面的电势如图所示，下列说法中正确的是（　　）A．点的电场强度比点的电场强度大B．正电荷在点的电势能比在点的电势能大C．电荷沿任意路径从点移到点的过程中，电场力做功为0D．若将一个电子由点移到点，电场力做功15．如图所示，在光滑绝缘水平面上的a、b两点分别固定两个带同种电荷的相同金属小球P、Q（均可视为点电荷），P球所带的电荷量大于Q球所带的电荷量。在ab连线上较靠近P球的c点释放一带电小滑块M（可视为质点），滑块由静止开始向右运动。在滑块向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　）A．滑块受到的电场力先减小后增大B．滑块的电势能一直减小C．滑块的动能先增大后减小D．在ab连线上必定有一点d，使得c、d两点间的电势差16．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，说明两点间的电势差与电场力做功成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．把正电荷从A点移到B点电场力做正功，则有，电势能减少，动能增加C．电势差的定义式中，与移动电荷的电荷量q无关D．电场中A、B两点间的电势差等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力做的功  17．如图所示的电场中，将2C的正电荷分别由A、C两点移动到B点时，电场力所做的功分别是30J、－6J，如果取B点为零电势点，C两点的电势分别是φA=______V，φC=______V，AC间的电势差UAC=______V。18．一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、18V、26V。有一负电荷从a点运动到c点，其电势能将______（填“增大”“不变”或“减小”）；若电子从b点运动到c点，电场力做功______J。 19．如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b，静电力做功为W1＝1.2×10－7 J，求：(1)a、b两点的电势差Uab；(2)匀强电场的电场强度E的大小；(3)电荷从b移到c，静电力做的功W2。20．在电场中，已知AB两点间的电势差UAB=30V，将q=-5×10-9C的电荷由A点移到B点。求：(1)静电力做的功；(2)电势能增大还是减少？变化了多少？21．如图所示，真空中固定一个正点电荷，带电量为，离点电荷距离处点自由释放一正离子，电荷量。经测得离子运动到点处库仑力对它做的功。（静电力常量），试求：(1)刚释放时离子受库仑力为多大；(2)间的电势差为多大。22．如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小，A、B两点相距d=0.10m。(1)求A、B两点之间的电势差UAB；(2)将电荷量的试探电荷沿电场线由A点移至B点，求在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。23．把一个四价正离子从无穷远处移到电场中的A点，电场力做功8eV，再从A点移到电场中的B点，离子克服电场力做功12eV，求：(1)四价正离子在A点的电势能和A点的电势；(2)AB两点的电势差UAB；(3)将一个电子从A移动到B点电场力做的功。
参考答案1．D【详解】A．由题图可知，所以A错误；B．电场线与等势线相互垂直，所以可知a、b、c、d四点的电场强度大小都相等、方向不相同，所以B错误；C．电子若从a点运动到c点，电势升高，电势能减小，电场力做正功，为0.4eV，所以C错误；D．电场线由高电势指向低电势，因此电场线的方向为NM，电场线与等势线相互垂直，所以等势线密的地方，电场线也密，即电场强度大，即等势线越密，电场强度越大。所以电子若在M点由静止释放，则将沿中轴线穿越电场区域向N点运动，此过程中电场强度先减小、后增加，所以电场力先减小、后增加，加速度先减小、后增加。所以D正确。故选D。2．C【详解】A．电势是相对量，与零电势点的选取有关，电势差是绝对量，与零电势点的选取无关，故A错误；B．电势差只有大小，没有方向，是标量，其正负反映了两点之间电势的高低区别，故B错误；C．电势差等于电场力做的功与电荷量之比，与电荷的运动路径无关，只与初末位置有关，故C正确；D．根据电势差的定义，有，故D错误。故选C。3．C【详解】AB．带电粒子的电性和电场力做功的正负均未知，所以各等势面的电势高低未知，电场线的方向未知，AB错误；C．因为和在同一个等势面上，电势差，根据电场力做功可知电场力对带电粒子做功为0，C正确；D．根据题意可得、两点的电势差与、两点之间的电势差相等，根据电场力做功可知，D错误。故选C。4．A【详解】A．根据电场线疏密程度表示电场强度大小可知，该粒子在A点时的加速度比在B点时的加速度大，故A正确；B．根据沿电场线方向电势降低可知，A点的电势比B点的电势低，故B错误；C．根据运动轨迹可以看出，粒子受到向上的电场力，由于场强方向向上，则粒子带正电，故C错误；D．由对称可知故D错误。故选A。5．D【详解】匀强电场平行于△abc所在平面，d、f分别为bc、ac的中点，则有，将一质子（电荷量为e）从d点移到f点的过程中，电场力做功为故选D。6．C【详解】A．根据等量异种电荷电场线的分布，知道B、D两点的场强一定大小相等，方向相同，故A错误；B．等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，且电势为零，所用O点的电势为零，B点电势大于零，可知C处的电荷带正电，故O点的场强指向A，不为零，故B错误；C．由等量异种电荷电场分布特点可知，B、D两点间的电势差为将一正点电荷q由B点移到点电场力做功为，电势能减少，故C正确；D．根据电势差与电势的关系有故D错误。故选C。7．C【详解】AB．当正电荷Q处在金属导体P附近时，正电荷周围存在电场，从而使得金属中的自由电子在电场力作用下向a端发生移动，导致b端的正电荷多余，a端的负电荷多余，最终导体P的b端带正电，a端带负电；当复合电场场强为0时，自由电子才停止运动，金属导体达到静电平衡，静电平衡的物体是一个等势体，因此两点的电势关系φa=φb．故AB错误；C．当金属导体b端带正电，a端带负电时，导体中有自b向a的电场．由于正电荷Q也产生电场．故只有当复合电场场强为0时，自由电子才停止运动，因此c、d两点的场强大小关系是：Ec=Ed=0，故C正确；D．根据正点电荷的电场强度的公式，结合合电场为0，可知感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系Ec＞Ed≠0，故D错误。故选C。8．C【详解】A．针状电极上，电场线比较密，针尖附近的电场较强。A错误；B．针尖附近的空气被接电源正极电离后，正电粒子在电场力作用下向喷绒布运动，熔喷布捕获带电粒子带上正电。B错误；C．由图可知，靠近喷绒布电场较弱，带电粒子受力较小，其加速度减小。C正确；D．针状电极与平板电极间电压恒定，根据电场做功恒定，与两极间距离无关。D错误。故选C。9．D【详解】A．根据等势线的形状可知，电场是由一个点电荷产生的，离点电荷较远的a点电场强度较小，A错误；B．因为中心电荷的电性无法判断，电场线方向无法判定，则不能比较a、b的电势高低，B错误；C．根据轨迹的弯曲方向可知，a粒子受到中心电荷的斥力，电场力对a做正功，电势能减小，C错误；D．b粒子受到中心电荷的引力，电场力对b粒子做正功，动能增大，D正确。故选D。10．C【详解】A.用电场线的疏密程度表示电场的强弱，所以N点的场强比M点的场强大，故A错误；B.沿着电场线的方向电势越来越低，所以Q点的电势比P点的电势低，故B错误；B.负电荷由P点运动到Q点，电场力做负功，电势能增加，所以负电荷在P点时的电势能小于在Q点时的电势能，故C正确；D.根据电场分布可以知道，MO间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度小，故由公式可知，MO间的电势差小于ON间的电势差，故D错误。故选C。11．AD【详解】A．由图可知，点电荷在运动过程中（回到起点之前），电场力一直做正功，所以电场方向为BC方向，所以q在移动的过程中，从A到D做正功，从D到A做负功。A正确；BCD．根据电势差公式得由于O是AD的中点，所以有解得，同理可以求得，在D点势能最小，最小为q经过C点时，电势能减少了BC错误，D正确。故选AD。12．AB【详解】A．等势面与电场线垂直，结合这个特点可以知道点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面，故A正确；B．等势面与电场线垂直，结合这个特点可以知道匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面，故B正确；C．等势面与电场线垂直，故沿着等势面移动点电荷，电场力与运动方向一直垂直，电场力不做功，故C错误；D．电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面，等势面上各个点的场强大小情况要看具体的电场，故D错误。故选AB。13．AD【详解】AB．将带电圆环看成若干个点电荷，取关于水平直径对称的两个点电荷，依据点电荷的电场强度大小与方向，结合矢量的合成法则，如下图所示，那么此两个点电荷在a、b两点产生电场强度大小相等，方向相同，同理，任意两个关于水平直径对称的两个点电荷在a、b两点产生的合电场强度大小相等，方向都相同，那么带异种电荷的上、下半圆在a、b两点的场强相等，方向相同。再依据电场线与等势线垂直，可知，ab连线即为等势线，因此将沿直径从a移动到b，电场力始终不做功，故A正确B错误；C．将带电圆环看成若干个点电荷，取上半圆关于竖直直径对称的两个点电荷，依据点电荷的电场强度大小与方向，结合矢量的合成法则，如上图所示，那么此两个点电荷在c点产生电场强度的方向竖直向下，同理，取下半圆关于竖直直径对称的两个点电荷，依据点电荷的电场强度大小与方向，结合矢量的合成法则，如上图所示，那么此两个点电荷在d点产生电场强度的方向也竖直向下，由于c、d两点关于水平直径对称，那么c、d两点的场强相等，故C错误；D．依据沿着电场线方向电势降低，可知，c点的电势高于d，正电荷从c点沿直线移动到d点，电场力做正功，故D正确；故选AD。14．AC【详解】A．三条等势面间电势差相等，则等势面间越密集电场强度越大，则点场强比点的大，A正确；B．由可知，正电荷在电势低的地方电势能就小，B错误；C．电荷在等势面上两点间移动电场力做功为0，C正确；D．根据D错误。故选AC。15．ACD【详解】A．P球所带的电荷量大于Q球所带的电荷量，可知两电荷连线上电荷受力平衡的位置在靠近b的位置，滑块受到的电场力是两个电荷对它作用力的合力，M在c处P对球的电场力较大，球向右运动过程中，可知M电性与PQ相同，向右运动过程中两个电荷对球的电场力逐渐靠近平衡位置，则逐渐减小，过平衡位置后又反向增大。故A正确。BC．从M点到平衡位置的过程中，滑块所受的电场力向右，电场力做正功，过了平衡位置，所受电场力向左，电场力做负功，可见电场力先做正功后做负功，滑块的动能先增大后减小，电势能先减小后增大。故B错误，C正确。D．根据电场线的分布情况可知，从左到右，电势先降低后升高，在ab连线上必定有一点d，使得c、d两点间的电势差Ucd=0．故D正确。故选ACD。16．BC【详解】AC.电场中两点之间的电势差由电场本身决定，与功和电量无关，故A错误，C正确；B.把正电荷从A点移到B点电场力做正功，由可知，，即电势降低，电势能减少，动能增加，故B正确；D. 电场中A、B两点间的电势差等于把单位正电荷q从A点移动到B点时电场力做的功，故D错误。故选BC。17．15V    －3V    18V    【详解】[1]电荷从A点移动到B点，电场力做功为30J，根据电势差公式根据UAB=φA-φB得[2]根据电势差公式根据得[3]AC间的电势差18．减小        【详解】[1]负电荷从a点运动到c点，电势升高，则电势能减小。[2] b、c两点的电势差为则电子从b点运动到c点，电场力做功为19．(1)3 V；(2)60 V/m；(3)1.44×10－7 J【详解】(1)(2)从到正电荷受到的电场力电场力做的功所以a、b两点的电势差Uab=Edab=60×0.05V=3V(3)电荷从移到，电场力做的功20．(1)-1.5×10-7J；(2)增大，1.5×10-7J【详解】(1)静电力做的功为W=qUAB=-5×10-9×30J=-1.5×10-7J(2)电势能增大了1.5×10-7J21．(1)0.2N；(2)200V【详解】(1)由库仑定律得(2) 间的电势差22．(1)4.0103V；(2)8.010-5J【详解】(1)A、B两点之间的电势差(2)静电力所做的功23．(1)- 8eV ，-2V；(2)-3V；(3)3eV。【详解】(1) 一个四价正离子从无穷远处移到电场中的A点，电场力做功8eV，A点的电势(2) 从A点移到电场中的B点，离子克服电场力做功12eV，(3)将一个电子从A移动到B点电场力做的功