【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：电场对电荷的作用 电场力 电势能 电势差 电势 等势面

这是一份【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：电场对电荷的作用 电场力 电势能 电势差 电势 等势面，共13页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共19小题；共76分）
1. 如图所示，电场强度为 E 的匀强电场中，带电荷量为 +q 的电荷沿直线 AB 、折线 ACB 、曲线 ANB 运动，已知 AB 长为 d，关于静电力做的功和大小关系，下列说法正确的是
A. 沿折线 ACB 运动时，静电力做功最多
B. 沿直线 AB 运动时，静电力做功最少
C. 沿直线 AB 运动时，静电力做功为 qEd
D. 沿直线 AB 运动时，静电力做功最多

2. 某静电场的电场线分布如图所示，P 、 Q 为该电场中的两点，下列说法正确的是
A. P 点场强小于 Q 点场强
B. P 点电势低于 Q 点电势
C. 将电子从 P 点移动到 Q 点，静电力做正功
D. 将电子从 P 点移动到 Q 点，其电势能增大

3. 如图所示，A 、 B 为两个固定的等量同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷 C，现给电荷 C 一个垂直于 A 、 B 连线的初速度 v0，若不计 C 所受的重力，则在电荷 C 以后的运动过程中，下列说法中正确的是
A. 加速度始终增大B. 电势能先增大后减小
C. 静电力先增大后减小D. 速度先增大后减小

4. 将一电荷量为 +Q 的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a 、 b 为电场中的两点，则下列判断中错误的是
A. a 点的电场强度比 b 点的大
B. a 点的电势比 b 点的高
C. 试探电荷 +q 在 a 点的电势能比在 b 点的大
D. 将试探电荷 +q 从 a 点移到 b 点的过程中，静电力做负功

5. 如图，虚线为静电场中的等势面 1 、 2 、 3 、 4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3 的电势为 0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 a 、 b 点时的动能分别为 20 eV 和 5 eV。当这一点电荷运动到某一位置时，其电势能变为 −8 eV，它的动能应为
A. 8 eVB. 13 eVC. 18 eVD. 28 eV

6. a 、 b 为电场中的两个点，如果把电荷量 q=−3×10−8 C 的负电荷从 a 点移动到 b 点，静电力对该电荷做了 6×10−7 J 的正功，则该电荷的电势能
A. 增加了 3×10−7 JB. 增加了 3×10−8 J
C. 减少了 6×10−7 JD. 减少了 1.8×10−14 J

7. 如图所示的点电荷电场中，将检验电荷从 A 点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的 B 、 C 、 D 、 E 各点，则电场力做功
A. 从 A 到 B 做功最多B. 从 A 到 C 做功最多
C. 从 A 到 E 做功最多D. 做功一样多

8. 关于电场强度和电势的概念，下列说法中正确的是
A. 电场中场强相等的点，其电势一定相等
B. 电场中电势相等的点，其场强一定相等
C. 电势为零的地方，场强一定为零
D. 电势为零的地方，场强不一定为零

9. 在静电场中，将一正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，则
A. b 点的电场强度一定比 a 点大B. 电场线方向一定从 b 指向 a
C. b 点的电势一定比 a 点高D. 该电荷的功能一定减小

10. 下列关于等势面的说法，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

11. 如图所示，在 O 点处放置一点电荷 +Q，a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 是以 O 点为球心的球面上的点，aecf 平面与 bedf 平面垂直，则下列说法中正确的是
A. b 、 d 两点的电场强度相同
B. a 、 f 两点的电势相等
C. 点电荷 +q 在球面上任意两点之间移动时，电场力要做功
D. 图中 Oa 两点之间的电势差与 Ob 两点之间的电势差不同

12. 电场中有 a 、 b 两点，一个正的点电荷从 a 点运动到 b 点的过程中，电场力做 10 J 的正功，则在此过程中
A. 电势能一定减小 10 J B. 电势能一定增大 10 J
C. 动能一定减小 10 J D. 动能一定增大 10 J

13. 电场中 a 、 b 两点间的电势差为 U，一个电荷量为 q 的点电荷从 a 点移到 b 点的过程中，电场力所做的功为
A. Uq B. qU C. U D. qU

14. 如图所示，O 、 A 为某电场中一条平直电场线上的两个点，将负点电荷从 O 点静止释放，仅在静电力作用下运动到 A 点，其电势能随位移 x 变化的关系如图所示。则电荷从 O 到 A 的过程中，下列说法正确的是
A. 静电力做负功
B. O 点电势比 A 点电势高
C. 从 O 到 A，电场强度先减小后增大
D. 从 O 到 A，电场强度一直增大

15. 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中 A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中
​
A. 做直线运动，电势能先变小后变大B. 做直线运动，电势能先变大后变小
C. 做曲线运动，电势能先变小后变大D. 做曲线运动，电势能先变大后变小

16. 如图所示，虚线为静电场中的等势面 1 、 2 、 3 、 4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3 的电势为 0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 A 、 B 点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为 −8 eV 时，它的动能应为
A. 8 eV B. 13 eV C. 20 eV D. 34 eV

17. 如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x 轴垂直于环面且过圆心 O。下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是
​
A. O 点的电场强度为零，电势最低
B. O 点的电场强度为零，电势最高
C. 从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度减小，电势升高
D. 从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度增大，电势降低

18. 如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x 轴垂直于环面且过圆心 O。下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是
A. O 点的电场强度为零，电势最低
B. O 点的电场强度为零，电势最高
C. 从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度减小，电势升高
D. 从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度增大，电势降低

19. 如图中虚线所示为静电场中的等势面 1 、 2 、 3 、 4 相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3 的电势为 0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 a 、 b 点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为 −8 eV，它的动能应为
A. 8 eVB. 13 eVC. 20 eVD. 34 eV

二、双项选择题（共10小题；共40分）
20. 下列说法正确的是
A. A 、 B 两点的电势差等于将正电荷从 A 点移到 B 点时电场力所做的功
B. 电势差是一个标量，但是有正值与负值之分
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，不随零电势面的不同而改变，所以 UAB=UBA

21. 在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是
A. 导线中的电场强度处处为零
B. 导线中的电场强度方向跟导线方向平行
C. 导线处于静电平衡状态
D. 导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低

22. 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 EAC. 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 两点上，电荷具有的电势能 EpA
23. 如图中虚线为匀强电场中的等势线，两粒子 M 、 N 质量相等，所带电荷量的绝对值也相等。现将 M 、 N 从虚线上的 O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点 a 、 b 、 c 为实线与虚线的交点，已知 O 点电势高于 c 点。若不计重力，则
A. M 带负电荷，N 带正电荷
B. M 带正电荷，N 带负电荷
C. N 在从 O 点运动至 a 点的过程中电势降低
D. M 在 O 点和 b 点电势能相同

24. 对于公式 φ=Epq 的理解，下列说法中正确的是
A. 电场中某点的电势，与放在该点电荷具有的电势能成正比
B. 电场中某点的电势，与放在该点电荷的电荷量成反比
C. 电场中某点的电势，与该点是否有电荷、电荷的正负及电荷量的大小无关
D. 放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变

25. 关于电势和电势能，下列说法中正确的是
A. 电荷在电场中电势高的地方，具有的电势能较大
B. 电荷在电场中电势高的地方，它带的电荷量越大，所具有的电势能也越大
C. 在带正电的场源电荷所产生的电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能
D. 在带负电的场源电荷所产生的电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能

26. 下列说法中正确的是
A. 无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大
B. 无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能就越大
C. 无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大
D. 无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越小

27. 如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧。对矿粉分离的过程，下列表述正确的有
A. 带正电的矿粉落在右侧B. 电场力对矿粉做正功
C. 带负电的矿粉电势能变大D. 带正电的矿粉电势能变小

28. 如图所示，A 、 B 、 C 、 D 为匀强电场中相邻的四个等势面，一电子经过等势面 D 时，动能为 15 eV，经过等势面 C 时，电势能为 −8 eV，经过等势面 A 时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离均为 4 cm，电子重力不计。下列说法正确的是
A. 电子从等势面 D 到 A 一定做匀变速运动
B. 电子在等势面 A 的电势能为 15 eV
C. 等势面 B 的电势为 −3 V
D. 匀强电场的电场强度大小为 125 V/m，方向从等势面 D 指向 A

29. 如图所示，abcd 是正方形，将一负电荷 q 从 a 点移到 b 点时，克服电场力做功为 W，若将同一负电荷 q 从 a 点移到 d 点，也需克服电场力做功 W，则关于此空间存在的电场可能是
A. 方向由 a 点指向 c 点的匀强电场
B. 方向由 b 点指向 d 点的匀强电场
C. 处于 c 点的正点电荷产生的
D. 处于 c 点的负点电荷产生的

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 如图所示，在 xOy 坐标系中，x 轴上关于 y 轴对称的 A 、 C 两点固定等量异种点电荷 +Q，−Q 、 B 、 D 两点分别位于第二、四象限，ABCD 为平行四边形，边 BC 、 AD 分别与 y 轴交于 E 、 F，以下说法正确的是
A. E 、 F 两点电势相等
B. B 、 D 两点电场强度相同
C. 试探电荷 +q 从 B 点移到 D 点，电势能增加
D. 试探电荷 +q 从 B 点移到 E 点和从 F 点移到 D 点，电场力对 +q 做功相同
答案
第一部分
1. C
【解析】静电力做功与电荷经过的路径无关，电荷沿直线 AB 、折线 ACB 、曲线 ANB 运动，其初、末位置相同，静电力做功相同，均为 W=qEd，选项A、B、D错误，C正确。
2. D
【解析】电场线越密集，场强越大，由题图可知 P 点处的电场线比 Q 点处的密集，所以 P 点场强比 Q 点大，选项A错误；
沿电场线方向电势降低，所以 P 点的电势高于 Q 点的电势，选项B错误；
将电子从 P 点移动到 Q 点，由于电子带负电，沿电场线方向运动静电力做负功，电子的电势能增大，选项C错误，D正确。
3. C
【解析】根据等量同种点电荷电场的特点，可知两个电荷连线的中点处的电场强度为零，从中点到无穷远，场强先增大后减小，所以电荷 C 受到的静电力先增大后减小，加速度先增大后减小，选项A错误，C正确；在全过程中静电力做正功，电势能一直减小，电荷 C 的速度一直增大，选项B、D错误。
4. D
【解析】电场线的疏密表示场强的大小，由题图知 a 点的电场强度比 b 点的大，选项A说法正确；a 点所在的电场线从带电小球出发到不带电的金属球终止，所以 a 点的电势高于金属球表面的电势，而 b 点所在的电场线从金属球出发，终止于无穷远，所以金属球表面的电势高于 b 点的电势，选项B说法正确；正电荷在电势高处电势能大，所以试探电荷 +q 在 a 点的电势能比在 b 点的大，选项C说法正确；由于试探电荷 +q 在 a 点的电势能比在 b 点的大，试探电荷从 a 点移到 b 点的过程中，电势能减小，静电力做正功，选项D说法错误。
5. C
【解析】电荷经过 a 、 b 点时的动能分别为 20 eV 和 5 eV，相邻的等势面之间的电势差相等，故电荷经过相邻两个等势面时的动能减少量为 ΔEk=20−53 eV=5 eV，故经过等势面 3 时的动能为 10 eV。只有静电力做功，电势能和动能之和守恒，故有 0 eV+10 eV=−8 eV+Ek，解得 Ek=18 eV，选项C正确，A、B、D错误。
6. C
【解析】静电力对电荷做多少功，该电荷的电势能就减少多少，选项C正确。
7. D
【解析】以点电荷为圆心的圆周上的各点为等势点，所以从 A 到 B 、 C 、 D 、 E 各点的电势差相等，根据 W=qU 可知，电场力做功一样多，选项D正确。
8. D
9. C
【解析】 a 、 b 点场强无法比较，A错；因 Wab=q(φa−φb)<0，而 q>0，所以 φa<φb，C对；但电场线不一定沿 b 到 a 的方向，B错；不知除电场力以外还有其他力做功没有，故D不对。
10. D
【解析】等势面由电势相等的点组成，等势面附近的电场线与等势面垂直，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项错。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项错。等差等势面的疏密反映场强的大小，D项对。
11. B
【解析】 b 、 d 两点场强大小相等，方向不同，A错误；
整个球面为一等势面，在球面上任意两点之间移动电荷，电场力做功为 0，C 、D错误，B正确。
12. A
13. D
14. C
【解析】由题图知负电荷从 O 到 A 的过程中，电势能减小，静电力做正功，据 φ=Epq 知，电势升高，则 O 点电势比 A 点电势低，选项A、B错误；根据 ΔEpΔx=WΔx=qE 可知，Ep−x 图线的切线斜率大小反映场强的大小，则从 O 到 A，电场强度先减小后增大，选项C正确，D错误。
15. C
【解析】
​由题图等势面可知两固定的等量异号点电荷的电场分布如图所示。带负电的粒子在等量异号点电荷所产生电场中的偏转运动轨迹如图所示，则粒子在电场中做曲线运动；电场力对带负电的粒子先做正功后做负功，电势能先变小后变大，故 C 正确。
16. C
【解析】由题意可知在静电场中相邻的等势面 1 、 2 、 3 、 4 之间的电势差相等，φ4−φ3=φ3−φ2=φ2−φ1，点电荷 +q 在静电力的作用下运动，经过 A 、 B 两点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV，根据动能定理可得 q(φ1−φ4)=−21 eV ,φ4−φ1=21 eVq，又 φ3=0，可得 φ4=7 eVq，因只有静电力做功，动能与电势能之和保持不变，由能量守恒定律可得 qφ4+5 eV=−8 eV+Ek，得 Ek=20 eV，正确选项为C。
17. B
【解析】圆环上均匀分布着正电荷，可以将圆环等效为很多正点电荷的组成，同一条直径的两端点的点电荷的合场强类似于等量同种电荷的场强，故圆环的中心的合场强一定为零，x 轴上的合场强，在圆环的右侧方向沿轴向右，左侧方向沿轴向左，电场强度都呈现先增大后减小的趋势，因沿电场线的方向电势逐渐降低，所以可得 O 点的电势最高，选项 B 正确。
18. B
【解析】根据电荷分布的对称性判断，O 点的电场强度为 0，沿电场线的方向电势降低，所以在 x 轴上，O 点的电势最高，A错、B对。
从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度是先增大后减小，所以 C 、D项错误。
19. C
【解析】设相邻等势面之间的电势差大小为 U，正电荷从 a 运动到 b, 动能减少，电势能增加，可知 b 点的电势高于 a 点，则 φa=−2U，φb=U，设正电荷的电荷量为 q，则正电荷在 a 点、 b 点的电势能 Epa=−2qU，Epb=qU，据能量守恒定律 Eka+Epa=Ekb+Epb，代入数据得 qU=7 eV
设点电荷运动到 c 点时，其动能、电势能分别为 Ekc 、 Epc，且 Epc=−8 eV
据能量守恒定律 Eka+Epa=Ekc+Epc
26 eV+(−14 eV)=Ekc+(−8 eV)
Ekc=20 eV。
第二部分
20. B， C
【解析】从电势差的定义可知A项错误；从电势差的特性可知电势差是标量，有正负之分，B项正确；从电场力做功的特性及电势差的定义可知两点间电势差只与两点间的位置有关，C项正确；电势差可以反映出两点电势的高低，UAB=−UBA，故D项错误。
21. B， D
【解析】在电源和导线中感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导线中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，B正确，A错误；导线内有电场，说明导线不是静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D正确。
22. B， C
【解析】顺着电场线电势逐渐降低，即 φＡ>φＢ 由电场线疏密可知，EA23. B， D
【解析】由 O 点电势高于 c 点电势知，电场强度方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知 N 粒子所受电场力方向向上，M 粒子所受电场力方向向下，故 M 粒子带正电，N 粒子带负电，A、C错误，B正确，O 、 b 两点位于同一等势线上，D正确。
24. C， D
25. C， D
26. A， C
【解析】无穷远处的电势能为零，电荷从电场中某处移到无穷远处时，若电场力做正功，电势能减少，到无穷远处时电势能减为零，电荷在该点的电势能为正值，且等于移动过程中电荷电势能的变化，也就等于电场力做的功，因此电场力做的正功越多，电荷在该点电势能就越大，A正确，B错误；电荷从无穷远处移到电场中某点时，若克服电场力做功，电势能由零增大到某值，此值就是电荷在该点的电势能值，因此，电荷在该点的电势能等于电荷从无穷远处移到该点时克服电场力所做的功，所以C正确，D错误。
27. B， D
【解析】正电的矿粉受电场力向左，落在左侧，选项A错误；不论带正电还是带负电，电场力对矿粉均做正功，电势能均减小，选项C错误，选项B、D正确。
28. A， D
【解析】因为电场为匀强电场，电子受的静电力为恒力，所以电子做匀变速运动，选项A正确；电子从等势面 D 运动到 A 的过程中，由动能定理得 −eUDA=0−EkD，解得 UDA=15 V，电子在等势面 C 时，由 EpC=−eφC，解得 φC=8 V，相邻等势面之间的距离相等，则相邻两等势面的电势差相等，UDC=UCB=UBA=13UDA，解得 φB=3 V，φA=−2 V，电子在等势面 A 时的电势能 EpA=−eφA=2 eV，选项B、C错误；由电势差与电场强度的关系可知 E=UDADA=125 V/m，方向从等势面 D 指向 A，选项D正确。
29. A， D
【解析】根据题意，移动负电荷 q 从 a 点移到 b 点和移到 d 点，克服电场力做功相同，即说明 φa>φb=φd。由此可知 b 点和 d 点在电场中处在同一等势面上。由题设条件，若为匀强电场，画出其相对应的电场线分布图应如图甲所示，故可判断选项A正确。若为放在 c 点的点电荷所形成的电场，则该点电荷应为负电荷，b 点和 d 点是在以 c 点为圆心的同心圆周上。画出其相对应的电场线和等势面分布，如图乙所示，故选项D也正确。
第三部分
30. A， B， D
【解析】等量异种点电荷 +Q 、 −Q 连线的垂直平分线是一条等势线，所以 y 轴是一条等势线，E 、 F 的电势相等，故A正确；
根据电场线的分布情况和对称性可知，B 、 D 两点电场强度相同，故B正确；
根据顺着电场线电势降低可知，B 点的电势高于 D 点的电势，而正电荷在电势高处电势能大，所以试探电荷 +q 从 B 点移到 D 点，电势能减小，故C错误；
由上述分析可知，B 、 E 间的电势差等于 F 、 D 间的电势差，根据电场力做功公式 W=qU 得知 +q 从 B 点移到 E 点和从 F 点移到 D 点，电场力对 +q 做功相同，故D正确。