高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差同步测试题

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第十章　第2节　电势差1．下列关于电势差的说法中正确的是(　　)A．两点间的电势差等于将电荷从其中一点移到另一点时静电力所做的功B．将1 C的电荷从电场中一点移到另一点，如果静电力做了1 J的功，那么这两点间的电势差就是1 VC．在两点间移动电荷时，静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D．两点间电势差的大小跟放入这两点间的电荷所带的电荷量成反比2．电场空间中的A、B两点的电势差UAB＝1 V，对它的意义理解正确的是(　　)A．静电力移送电荷量为1 C的负电荷从A到B所做的功是1 JB．静电力移送电荷量为1 C的正电荷从A到B所做的功是1 JC．静电力移送电荷量为1 C的正电荷从B到A所做的功是1 JD．电荷量为1 C的正电荷从A到B移动时，克服静电力做的功是1 J3.如图所示，实线表示某电场的电场线，虚线表示等势线，A、B、C 是电场中的三点。下列关于电场强度 E和电势φ的大小关系正确的是(　　)A．EA＜EC　　　　　　 B．EB＞EAC．φA＞φC D．φB＞φA4．在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个电荷量为－q的试探电荷从电场的无限远处(电势为零)被移到电场中的A点时，静电力做的功为W，则试探电荷在A点的电势能及电场中A点到无限远的电势差分别为(　　)A．EpA＝－W，UAO＝eq \f(W,q) B．EpA＝W，UAO＝－eq \f(W,q)C．EpA＝W，UAO＝eq \f(W,q) D．EpA＝－W，UAO＝－eq \f(W,q)5.如图所示是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为2 V，有一个带电荷量为q＝－1.0×10－8 C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，静电力做功为(　　)A．2.0×10－8 J B．－2.0×10－8 JC．1.60×10－7 J D．－4.0×10－8 J6．一个带正电的质点所带电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移到b点，在这一过程中，除电场力外，其他力做的功是6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差Uab为(　　)A．1×104 V B．3×104 VC．4×104 V D．7×104 V7．在静电场中，一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV(1 eV＝1.60×10－19 J)，则以下说法中正确的是(　　)A．电场强度的方向一定由b沿直线指向aB．a、b两点间的电势差Uab＝5 VC．电子的电势能减少5 eVD．电子的电势能减少5 J8.如图所示，如果B板接地(取大地的电势为零，则与大地相连的导体的电势也为零)，则A板电势为8 V，M点电势为6 V，N点电势为2 V。(1)M、N两点间的电势差是多少伏？(2)如果改为A板接地，则B板的电势是多大？M、N两点的电势各是多大？M、N两点间的电势差是多少伏？9．(多选)如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是(　　)A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负10.(多选)如图所示，在A点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子在到达B点时的速度恰好为零，已知A、B所在处的电场线方向竖直向下，A、B两点间的高度差为h，则下列判断正确的是(　　)A．带电粒子带负电B．A、B两点间的电势差UAB＝eq \f(mgh,q)C．B点的场强大于A点的场强D．A点的场强大于B点的场强11．一个电荷量为q＝2×10－8 C的正电荷从a移到b，静电力做的功为W1＝1.2×10－7 J，从b移到c，静电力做的功为W2＝－2.0×10－7 J。(1)a、b间，b、c间的电势差各为多少？(2)若以b点的电势为零，则c点的电势为多少？电荷在c点的电势能为多少？(3)把负电荷q′＝－1×10－8 C从a移到c，静电力做的功为多少？12.在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服。如图所示，电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等势线，c、d、e、f是等势线上的四个点。以下说法正确的是(　　)A．在c、d、e、f四点中，c点的电场最强B．在c、d、e、f四点中，f点的电势最高C．若将某电子由c移到f，其电势能将增大D．将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动13.(多选)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．a、b两点的电势相等C．c、d两点的场强相等 D．c、d两点的电势相等14．(多选)下列关于等势面的说法正确的是(　　)A．沿电场线方向，电势降低；电势降低的方向就是电场的方向B．在同一等势面上移动电荷时，静电力不做功C．在电场中将电荷由a点移到b点，静电力做功为零，则该电荷一定是在等势面上运动D．某等势面上各点的场强方向与该等势面垂直15．(多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是(　　)A．UAB表示B点相对于A点的电势差，即UAB＝φB－φAB．UAB和UBA是不同的，它们有关系UAB＝－UBAC．φA、φB都可以有正、负，所以电势是矢量D．电势零点的规定是任意的，但人们通常规定大地或无穷远处为电势零点16．如图为枕形导体周围的等势面和电场线(带有箭头的为电场线)示意图。已知相邻两个等势面间的电势差相等，则(　　)A．a点和d点的电场强度一定相同B．a点的电势一定低于b点的电势C．将正电荷从c点移到d点，静电力一定做正功D．将负电荷从c点沿虚线移到e点，电势能一定先增大后减小17．(多选)若在某电场中将5.0×10－8 C的正电荷由A点移到B点，静电力做功6.0×10－3 J，则(　　)A．A、B两点间的电势差是1.2×105 VB．A、B两点间的电势差是3.0×10－10 VC．若在A、B两点间由A至B移动2.5×10－8 C的正电荷，则静电力做功3.0×10－3 JD．若在A、B两点间由A至B移动1.0×10－7 C的正电荷，则静电力做功3.0×10－17 J18．(新情景题)如图为某一平面内非匀强电场的等势线分布图，已知相邻的等势线间的电势差大小相等，其中A、B两点电势分别为φA＝10 V，φB＝2 V。(1)比较A、B两点电场强度的大小。(2)若将一电子从A点沿某一路径运动到B点，则电子的电势能如何变化？变化了多少？第2节　电势差 答案1、解析：根据UAB＝eq \f(WAB,q)知，两点间的电势差在数值上等于在两点间移动单位正电荷时静电力所做的功，与移动的电荷所带的电荷量及放不放电荷无关，故选项A、D错误，选项B正确；静电力做的功WAB＝qUAB，即静电力做的功与两点间的电势差有关，故选项C错误。答案：B2、解析：把电荷由A移动到B时，静电力做功WAB＝qUAB，得UAB＝eq \f(WAB,q)，即静电力移送电荷量为1 C的正电荷从A到B所做的功为1 J，选项B正确。答案：B3、解析：电场线的疏密程度反映场强的大小，A处电场线最密，场强最大，则有EA＞EB，EA＞EC，故A、B错误；沿电场线方向电势越来越低，则φB＞φA，因φB＝φC，故φC＞φA，故C错误，D正确。答案：D4、解析：依题意，－q的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，静电力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限远处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为EpA＝－W，A到无限远的电势差为UAO＝－UOA＝－eq \f(W,－q)＝eq \f(W,q)，故A正确。答案：A5、解析：由WAB＝qUAB得WAB＝－1.0×10－8×2 J＝－2.0×10－8 J，故选项B正确。答案：B6、解析：由动能定理W外＋Uabq＝ΔEk，解得Uab＝eq \f(ΔEk－W外,q)＝eq \f(8.0×10－5－6.0×10－5,2.0×10－9) V＝1×104 V，故选项A正确。答案：A7、解析：电场强度的方向与电子运动路径无关，A错误；Uab＝eq \f(Wab,q)＝eq \f(5 eV,－e)＝－5 V，B错误；静电力做5 eV的正功，电子的电势能减少5 eV，C正确，D错误。答案：C8、解析：(1)M、N两点间的电势差UMN＝φM－φN＝4 V。(2)若A板接地，则根据UAB＝φA－φB得，φB＝－UAB＝UBA＝－8 VM、N两点的电势φM＝UMA＝－2 V，φN＝UNA＝－6 V则UMN＝φM－φN＝4 V。答案：(1)4 V　(2)－8 V　－2 V　－6 V　4 V9、解析：该点电荷形成的电场过M、N两点的等势面如图所示。距P越近，电场强度越大，沿MN边，从M点到N点，与P点的距离先变小后变大，电场强度先增大后减小，A错误；沿电场线方向电势降低，沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小，B正确；M点电势高于N点电势，根据Ep＝qφ知，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，C正确；将正电荷从M点移动到N点，即从高电势移动到低电势，电场力所做的总功为正，D错误。答案：BC10、解析：带电粒子由A到B的过程中，先加速后减速，静电力必竖直向上，带电粒子带负电，A正确；由动能定理可得mgh＋UABq＝0，可得UAB＝eq \f(－mgh,q)，B错误；因在A处，mg＞|qEA|，在B处，mg＜|qEB|，故必有EA＜EB，C正确，D错误。答案：AC11、解析：(1)正电荷从a移到b，静电力做正功，由W1＝qUab可得Uab＝eq \f(W1,q)代入数据得Uab＝6 V由W2＝qUbc代入数据得Ubc＝－10 V。(2)若以b点的电势为零，由Ubc＝φb－φc得φc＝10 V电荷在c点的电势能为Epc＝qφc＝2×10－7 J。(3)a、c之间的电势差Uac＝Uab＋Ubc＝6 V＋(－10 V)＝－4 V故Wac＝q′Uac＝－1×10－8×(－4) J＝4×10－8 J。答案：(1)6 V　－10 V　(2)10 V　2×10－7 J　(3)4×10－8 J12、解析：依据等差等势线的疏密表示场强大小可知，在c、d、e、f四点中，f点的电场最强，故A错误；沿着电场线方向，电势是降低的，因B供电线的电势高于A供电线的电势，则在c、d、e、f四点中，c点的电势最高，故B错误；若将某电子由c移到f，即从高电势到低电势，其电势能将增大，故C正确；将某电子在d点由静止释放，在电场力作用下，它会向c点所在等势面运动，故D错误。答案：C13、解析：在绝缘细圆环的上半圆P处，任取一小段，可看成点电荷，其在a点产生的场强为E1，在关于细圆环水平直径对称的下半圆Q处再取一小段，其在a点产生的场强为E2，由对称性可知，E1、E2的合场强竖直向下，如图所示，即上半圆和下半圆在a点产生的合场强一定竖直向下，同理可知，在b点场强方向也竖直向下，大小与a点处相等，A正确；同理可分析a、b所在的直径上各点场强均竖直向下，故a、b两点在同一条等势线上，电势相等，B正确；由微元法和对称性可知，c、d两点场强相等，方向竖直向下，C正确；电场由c到d，c点电势高于d点电势，D错误。答案：ABC14、解析：电场线的方向是电势降低最快的方向，但电势降低的方向不一定沿电场线，等势面上各点的场强方向与等势面垂直，故A错误，D正确；静电力做功为零，说明始、末位置的电势差为零，但物体不一定在等势面上移动，故B正确，C错误。答案：BD15、解析：UAB表示A点相对于B点的电势差，UAB＝φA－φB，A错误；UBA表示B点相对于A点的电势差，UBA＝φB－φA，故UAB＝－UBA，B正确；电势是标量，正、负号是相对于零电势点而言的，正号表示高于零电势点，负号表示低于零电势点，C错误；零电势点理论上是可以任意选取的，但通常取无穷远处或大地为零电势点，D正确。答案：BD16、解析：a点和d点的电场强度大小相等，方向不同，选项A错误；根据电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，可判断选项B正确；c点和d点在同一等势面上，将正电荷从c点移到d点，静电力不做功，选项C错误；将负电荷从c点沿虚线移到e点，静电力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，选项D错误。答案：B17、解析：由公式WAB＝qUAB可得，电势差UAB＝eq \f(W1,q1)＝eq \f(6.0×10－3,5.0×10－8) V＝1.2×105 V，选项A正确，B错误；若移动2.5×10－8 C的正电荷，静电力做功W2＝q2UAB＝2.5×10－8×1.2×105 J＝3.0×10－3 J，选项C正确；若移动1.0×10－7 C的正电荷，静电力做功W3＝q3UAB＝1.0×10－7×1.2×105 J＝1.2×10－2 J，选项D错误。答案：AC18、解析：(1)等差等势面密的地方电场强度大，B处的等势面密，所以B点的电场强度大。(2)根据公式WAB＝qUAB得WAB＝qUAB＝－e·(φA－φB)＝－1.6×10－19×8 J＝－1.28×10－18 J电场力做负功，电子的电势能增大。答案：(1)B点的电场强度大　(2)增大　1.28×10－18 J