高中物理第2节 电势与等势面习题

2.2电势与等势面基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．图示是点电荷Q周围的电场线，A点到Q的距离小于B点到Q的距离．以下判断正确的是 （   ）

A．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度

B．Q是正电荷，A点的电势低于B点的电势

C．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度

D．Q是负电荷，A点的电势高于B点的电势

2．如图所示，在P1、P2处各放一个等电荷量正点电荷，O点为P1、P2连线的中点．一带正电的试探电荷从M点由静止出发，沿直线MON运动到N点，M、N关于O点对称．下列各图关于试探电荷速度v、电场强度E、电势φ、电势能Ep的描述正确的是

A． B． 

C． D．

3．下列说法正确的是（　　）

A．两物体A、B的速度分别为6m/s、m/s，则A的速度更大

B．质点在A、B两点的重力势能分别为6J、J，则质点在A点的重力势能更大

C．空间中A、B两点的电场强度分别为6V/m、V/m，则B点处的场强更弱

D．空间中A、B两点的电势分别为6V、V，则B点的电势更高

4．下面关于电势和电势能的说法正确的是（　　）

A．电荷在电场中电势越高的地方，具有的电势能也一定越大

B．电势能、电势都是仅由电场本身因素决定，与处于电场中的电荷无关

C．沿某方向电势降低，该方向一定就是场强方向

D．电势能是电场和电荷共有的能

5．轴上有两点电荷和，和之间线上各点电势高低如图中曲线所示（），选无穷远处电势为0，距电荷量为的点电荷处的电势为，从图中可以看出（　　）

A．电荷量一定小于电荷量 B．点电场强度是0

C．和之间线上各点电场方向都指向 D．、可能是同种电荷

6．如图所示，在P1、P2处各放一个等量正点电荷，O点为P1、P2连线的中点，一带正电的试探电荷从M点由静止出发，沿直线MON运动到N点，M、N关于O点对称，以O为坐标原点，ON为x轴的正方向，下列各图关于试探电荷速度v、电势能Ep及x轴上各点电场强度E、电势φ的描述正确的是（   ）

A． B．

C． D．

7．空间存在着平行于x轴方向的某静电场，x轴上各点的电势随坐标x的分布图像如图，图像关于O点对称，A、B两点也关于O点对称。沿x轴方向将电子由A点移到B点，下列说法中正确的是（　　）

A．A、B两点场强相同

B．电子在O点的电势能最大

C．电子从A移到到B，加速度先增大后减小

D．电子从A移到到B，电场力先做正功后做负功

8．一均匀带正电的半球壳，球心为O点，AB为其对称轴，平面L垂直AB把半球壳一分为二，且左右两侧球壳的表面积相等，L与AB相交于M点．如果左侧部分在M点的电场强度为E1，电势为Ф1，右侧部分在M点的电场强度为E2，电势为Ф2．（已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零．取无穷远处电势为零，一点电荷q在距离其为r处的电势为），则（     ）

A．E1＞E2，Ф1＞Ф2 B．E1＜E2，Ф1＜Ф2

C．El＞E2，Фl=Ф2 D．E1=E2，Фl＜Ф2

9．在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b处分别固定一个正点电荷，c处固定一个负点电荷，它们的电荷量大小都相等，如图所示，D点为正三角形外界圆的圆心，E、G、H分别为ab、ac、bc的中点，E、F两点关于c点对称，下列说法中正确的是（   ）

A．D点的场强为零，电势也为零

B．G、H两点的场强相同

C．E、F两点的电场强度大小相等、方向相反

D．将一带正电的试探电荷有E点移动到D点的过程中，该电荷的电势能减小

10．如图，圆形区域内存在平行于圆面的匀强电场，mn和 pq 是圆的两条互相垂直的直径。将一带正电的粒子从另一直径ab的a点移到m点，其电势能增加量为△E（△E>0），若将该粒子从m点移到b点，其电势能减少量也为△E，则电场强度的方向（　　）

A．平行直径ab指向a B．平行直径ab指向b

C．垂直直径ab指向pm 弧 D．垂直直径ab指向nq弧

11．某一个电场的电场线分布如图所示，图中哪点的电势最高（　　）

A．A B．B C．C D．D

12．在x轴上电势φ随位置变化的情况如图所示。一负电荷以一定初速由x1出发，仅受电场力作用下，沿x轴正方向运动到x2的过程中，其速度（　　）

A．先增大后减小 B．一直减小

C．先减小后增大 D．一直增大

13．如图为某静电场中的一条电场线，则（　　）

A．点电势一定高于点电势

B．电荷在两点所受电场力方向一定向右

C．电场强度一定大于点电场强度

D．电荷在点的电势能一定大于其在点的电势能

14．如图所示，在平面直角坐标系xOy内，坐标轴上a、b、c、d是正方形的四个顶点，分别固定着四个电荷量均为Q的点电荷，其中a、b带正电，c、d带负电，M、N、P、Q是正方形的四个顶点。取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是 （　　）

A．M、P两点场强大小相等，M点电势高于P点的电势

B．N、Q两点场强大小相等，N点电势低于Q点的电势

C．将质子沿路径M→O→P移动，电场力一直做正功

D．将质子沿路径N→O→Q 移动，电场力先做负功后做正功，再做负功

15．某电场的电场线如图，a、b是一条电场线上的两点， 用 、   和 、 分别表示a、b两点的电势和电场强度，可以判定（     ）

A．

B．

C．

D．

二、填空题（共4题）

16．在电场中的A点放有电荷量为－1×10－10C的检验电荷q，其电势能为1×10－8J，则A点电势为______V。换成电荷量为+2×10－10C的检验电荷q＇放在A点，则A点电势为______V。

17．电场中某一电场线为一直线，线上有A、B、C三个点，把电荷q1=10﹣8C从B点移到A点时电场力做了10﹣7J的功；电荷q2=﹣10﹣8C，在B点的电势能比在C点时大10﹣7J，那么：①比较A、B、C三点的电势高低，由高到低的排序是_____；

②A、C两点间的电势差是_____V；

18．如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°．M、N、P、F四点处的电势分别用、、、表示，已知，，则 _____点电荷Q在_______线段上

19．在“DIS描绘电场等势线”的实验中，

（1）给出下列器材，电源应选用________，传感器应选用________。（用字母表示）。

A．的交流电源      B．的直流电源       C．电流传感器         D．电压传感器

（2）按图示连接电路在电极、的连线上等距离的取、、、、共5个基准点。

①已知传感器正接线柱的电势高于负接线柱时，计算机读数显示为正。若在图中连接传感器正接线柱的红探针接触点，连接负接线柱的黑探针接触点时，读数为正，则可以判断电极接在电源的________极上（选填“正”或“负”）。

②在寻找基准点的等势点时，将红探针固定于点，黑探针在纸上移动，当移动到某点时读数为负，为了找到到基准点的等势点，则黑探针应平行于、连线向________（选填“”或“”）端移动。

（3）某同学实验时电极与电源连接完好，甲、乙两探针与传感器连接完好，却发现传感器始终没示数，可能的原因是________________________。

三、综合题（共4题）

20．静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中φ0和d为已知量．一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性往复运动．已知该粒子质量为m。电量为-q，其动能与电势能之和为-A（0＜A＜qφ0）。忽略重力。求：

（1）粒子所受电场力的大小；

（2）粒子的运动区间。

21．有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，变化的图线如图所示．若一将电荷量为2.0×10-7C的负电粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放．电场中P点的坐标为x=4mm．

（1）在x轴上，0~2mm之间和2mm~10mm之间的电场强度

（2）粒子到达P点时的动能

22．场是物理学中一个重要的概念，现代物理科学也证明了场的真实存在．物理学中的静电场与重力场有一定相似之处，例如带电体在匀强电场中的偏转与物体在重力场中的平抛运动规律类似．

(1)在一个完全失重的空间，存在竖直向下的匀强电场．一质量为m、电量为q的小球以初速度v0水平抛出，当小球下落高度为h时，小球到达位置与抛出点的水平距离为x．若取抛出点电势为零，试求电场强度的大小和小球到达位置的电势．

(2)若取无穷远处的重力势能为0，当物体到地球球心距离为r时，物体的重力势能为，已知万有引力常量为G，地球质量为M．请类比电场强度和电势的定义方法，分别定义地球周围某点的“重力场强度”和“重力势”，并描绘地球周围的“重力场线”和“等重力势线”．

23．如图，在与纸面平行的匀强电场中有、、三个点，其电势分别为、和。试画出经过点的一条电场线。

参考答案

1．A

2．C

3．B

4．D

5．C

6．D

7．D

8．A

9．D

10．D

11．D

12．D

13．A

14．D

15．C

16．-100    -100   

17．    -20   

18．>    MP   

19．B    D    正    B    导电纸没有把有导电物质的一面朝上放置或电极与导电纸接触不良   

20．(1)；(2) 。

21．（1）   （2）

22．(1)  (2)，，

23．