高二物理課后培優(yōu)分級練(人教版必修第三冊)10.2電勢差(原卷版+解析)

10.2電勢差課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．關(guān)于電勢差的描述，正確的是（）A．電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點的選取有關(guān)B．電勢差是標量，沒有正值和負值之分C．由于靜電力做功跟移動電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點的位置有關(guān)D．A、B兩點的電勢差是恒定的，不隨零電勢點的改變而改變，所以UAB=UBA2．如果在某電場中將C的電荷由A點移到B點，電場力做功為J，那么（

）A．A、B兩點間的電勢差是B．A、B兩點間的電勢差是C．若在A、B兩點間移動C的電荷，電場力將做的功D．若在A、B兩點間移動的電荷，電場力將做的功3．在電場中A、B兩點間的電勢差為UAB=75V，B、C兩點間的電勢差為UBC=-100V，則A、B、C三點電勢高低關(guān)系為（）A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA4．一個帶正電的質(zhì)點，電荷量，在靜電場中由點移到點，在這過程中，除靜電力外，其他力做的功為，質(zhì)點的動能增加了，則、兩點間的電勢差為（）A． B． C． D． 5．一個電量為10-6C的負電荷從電場中A點移動到B點，電場力做功2×10-6J，從C點移動到D點電場力做功-7×10-6J，已知C點比B點電勢高3V，從C點移動到D點電場力做功-7×10-6J，已知C點比B點電勢高3V，且A、B、C、D四點在同一條電場線上，則下列圖中正確的是（

）A． B． C． D．6．(多選)關(guān)于等勢面、電場線和電場力做功的關(guān)系，下列說法正確的是()A．在等勢面上移動電荷，不受電場力作用B．電場線不一定與等勢面垂直C．若相鄰兩等勢面的電勢差相等，則等勢面的疏密程度能反映場強的大小D．電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面7．如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場，實線和虛線分別表示電場線和等勢線，兩電子分別從a、b兩點運動到c點，設(shè)電場力對兩電子做的功分別為和，a、b點的電場強度大小分別為和，則A． B．C． D．8．如圖所示為處于靜電場中某空腔導(dǎo)體周圍的電場分布情況，實線表示電場線，虛線表示等勢面，A、B、C為電場中的三個點，O為空腔導(dǎo)體內(nèi)的一點，已知處于靜電平衡的導(dǎo)體是個等勢體，規(guī)定無窮遠處的電勢為0。下列說法正確的是（

）A．O點的電勢為零B．A點的電場強度小于B點的電場強度C．導(dǎo)體表面的電場線與導(dǎo)體表面不垂直D．將正電荷從A點移到C點，電場力做正功9．如圖所示，在一塊面積很大的接地金屬平板的上方固定一個帶負電的小球，虛線是金屬平板上方電場的等勢面（相鄰等勢面間的電勢差都相等），點和點分別位于圖中相鄰等勢面上。下列說法正確的是（）A．點的電勢高于點的電勢 B．點的電勢低于點的電勢C．點的電場強度大于點的電場強度 D．點的電場強度等于點的電場強度10．一對等量正點電荷電場的電場線（實線）和等勢線（虛線）如圖所示，圖中A、B兩點電場強度分別是EA、EB，電勢分別是ΦA(chǔ)、ΦB，負電荷q在A、B時的電勢能分別是EPA、EPB，下列判斷正確的是A．EA>EB，ΦA(chǔ)>ΦB，EPA<EPBB．EA>EB，ΦA(chǔ)<ΦB，EPA<EPBC．EA<EB，ΦA(chǔ)>ΦB，EPA>EPBD．EA<EB，ΦA(chǔ)<ΦB，EPA>EPB11．（多選）電場中有A、兩點，一個點電荷在A點的電勢能為，在點的電勢能為。已知A、兩點在同一條電場線上，如圖所示，該點電荷的電荷量為，那么（）A．A點電勢一定高于零B．A點的電場強度一定大于點的電場強度C．A、兩點的電勢差D．把該點電荷從移到A，電場力做功為12．如圖所示，a、b和c表示電場中的三個等勢面，a和c的電勢分別為U和U，a、b的電勢差等于b、c的電勢差．一帶電粒子從等勢面a上某處以速度v釋放后，僅受電場力作用而運動，經(jīng)過等勢面c時的速率為2v，則它經(jīng)過等勢面b時的速率為（）A． B． C． D．培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練1．避雷針上方有雷雨云時，避雷針附近的電場線分布如圖所示，圖中中央的豎直黑線AB代表了避雷針，CD為水平地面。MN是電場中兩個點，下列說法正確的是（）A．M點的場強比N點的場強大B．M點的電勢比N點的電勢低C．試探電荷從M點沿直線移動到N點，電場力做功最少D．CD的電勢為零，其表面附近的所有電場線都與地面垂直2．在維護和檢修高壓供電線路時，為了不影響城市用電，電工經(jīng)常要在高壓線上帶電作業(yè)。為了保障電工的安全，電工全身要穿上用金屬絲線編織的衣服（如圖甲）。圖乙中電工站在高壓直流輸電線的A供電線上作業(yè)，頭頂上方有B供電線，B供電線的電勢高于A電線的電勢，虛線表示電工周圍某一截面上的等差等勢線，c、d、e、f是等勢線上的四個點。以下說法中正確的是（

）A．在c、d、e、f四點中，c點的電場最強B．在c、d、e、f四點中，f點的電勢最低C．若將某電子由c移到f，電勢能將減小D．將某電子在d點由靜止釋放，它會向e點所在等勢面運動3．如圖所示，a、b、c三條虛線為電場中的等勢面，等勢面b的電勢為0，且相鄰兩個等勢面間的電勢差相等，一個帶正電的粒子在A時的動能為10J，在靜電力作用下從A運動到B，在B時速度為0，當這個粒子的動能為6J時，其電勢能為（）A．－1J B．0 C．1J D．11J4．圖中虛線代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面上的電勢為。一個粒子（氦核）垂直等勢面進入電場，經(jīng)過面時的動能為，從到的過程中克服電場力所做的功為。下列說法正確的是（）A．平面上的電勢為B．該粒子經(jīng)過平面時，其電勢能為C．該粒子可能到達平面D．該粒子經(jīng)過平面時的速率是經(jīng)過時的倍5．如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子，以初速度v0從a點豎直向上射入勻強電場中，勻強電場方向水平向左。粒子通過電場中的b點時，速率為3v0，方向與電場方向一致，則a、b兩點間的電勢差Uab為（）A． B．C． D．6．（多選）如圖所示，一帶電粒子在兩個固定的等量正電荷電場運動，圖中的實線為等勢面，虛線ABC為粒子的運動軌跡，其中B點是兩電荷連線的中點，A、C位于同一等勢面上，下列說法正確的是（

）A．該粒子可能帶正電B．該粒子經(jīng)過B點時的速度最大C．該粒子在B點的加速度一定為零D．該粒子在B點的電勢能小于在A點的電勢能7．（多選）如圖所示，空間有一勻強電場，電場方向與紙面平行。一電荷量為-q的粒子（重力不計），在恒力F的作用下沿虛線由M勻速運動到N。已知力F和MN間夾角為θ，M、N間距離為d，則下列結(jié)論中正確的是（）A．M、N兩點的電勢差為B．勻強電場的電場強度大小為C．帶電粒子由M運動到N的過程中，電勢能增加了FdcosθD．若要使帶電粒子由N向M做勻速直線運動，則F必須反向8．絕緣粗糙的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定電荷量不等的正電荷，兩電荷的位置坐標如圖甲所示，已知A處電荷的電荷量為＋Q，圖乙是A、B連線之間的電勢φ與位置x之間的關(guān)系圖像，圖中x＝L處對應(yīng)圖線的最低點，x＝－2L處的縱坐標φ＝2φ0，x＝2L處的縱坐標φ＝φ0，若在x＝－2L處的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電物塊（可視為質(zhì)點），物塊隨即向右運動（假設(shè)此帶電物塊不影響原電場分布），求：（1）固定在B處的電荷的電荷量QB；（2）小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ為多大，才能使小物塊恰好到達x＝2L處？（3）若小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，小物塊運動到何處時速度最大？10.2電勢差課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．關(guān)于電勢差的描述，正確的是（）A．電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點的選取有關(guān)B．電勢差是標量，沒有正值和負值之分C．由于靜電力做功跟移動電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點的位置有關(guān)D．A、B兩點的電勢差是恒定的，不隨零電勢點的改變而改變，所以UAB=UBA【答案】C【解析】【分析】【詳解】AC．在同一電場中，電勢差與零電勢點的選取無關(guān)，與移動電荷的路徑也無關(guān)，只跟這兩點的位置有關(guān)，A錯誤，C正確；BD．電勢差是標量，但有正、負值之分，且滿足UAB=-UBABD錯誤。故選C。2．如果在某電場中將C的電荷由A點移到B點，電場力做功為J，那么（

）A．A、B兩點間的電勢差是B．A、B兩點間的電勢差是C．若在A、B兩點間移動C的電荷，電場力將做的功D．若在A、B兩點間移動的電荷，電場力將做的功【答案】A【解析】【詳解】由電場力做功W=qU，電勢差，Ａ對；B錯；若移動的電荷，電場力做功，C對；D錯；3．在電場中A、B兩點間的電勢差為UAB=75V，B、C兩點間的電勢差為UBC=-100V，則A、B、C三點電勢高低關(guān)系為（）A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA【答案】C【解析】【分析】【詳解】由題意75V則得：φA＞φBV則得φB＜φC又V則得φA＜φC故有φC＞φA＞φB故ABD錯誤，C正確。故選C。4．一個帶正電的質(zhì)點，電荷量，在靜電場中由點移到點，在這過程中，除靜電力外，其他力做的功為，質(zhì)點的動能增加了，則、兩點間的電勢差為（）A． B． C． D． 【答案】B【解析】【分析】【詳解】根據(jù)動能定理，可得解得則、兩點間的電勢差為故選B。5．一個電量為10-6C的負電荷從電場中A點移動到B點，電場力做功2×10-6J，從C點移動到D點電場力做功-7×10-6J，已知C點比B點電勢高3V，從C點移動到D點電場力做功-7×10-6J，已知C點比B點電勢高3V，且A、B、C、D四點在同一條電場線上，則下列圖中正確的是（

）A． B． C． D．【答案】C【解析】【詳解】A、B間的電勢差為：則A的電勢低于B的電勢；C、D間的電勢差為：則C的電勢高于D的電勢；又由題，C點比B點電勢高3V，所以電勢從高到低的順序是：C、B、A、D。根據(jù)根據(jù)順著電場線方向電勢降低，故C正確，ABD錯誤。故選C。6．(多選)關(guān)于等勢面、電場線和電場力做功的關(guān)系，下列說法正確的是()A．在等勢面上移動電荷，不受電場力作用B．電場線不一定與等勢面垂直C．若相鄰兩等勢面的電勢差相等，則等勢面的疏密程度能反映場強的大小D．電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面【答案】CD【解析】【分析】電場中電勢相等的各個點構(gòu)成的面叫做等勢面；沿著等勢面移動點電荷，電場力不做功．電場線與等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．【詳解】A項：等勢面與電場線垂直，故沿著等勢面移動電荷，電荷會受電場力作用，只是電場力與運動方向一直垂直，電場力不做功，故A錯誤；B項：等勢面一定跟電場線垂直，否則沿著等勢面移動電荷，電勢能會變化，電場力會做功，故B錯誤；C項：根據(jù)等勢面的特點可知，若相鄰兩等勢面的電勢差相等，則等勢面的疏密程度能反映場強的大小，等勢面密則電場強度大，故C正確；D項：沿著電場線方向電勢總是降低，則電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，故D正確．故應(yīng)選：CD．【點睛】本題關(guān)鍵記住電場線和等勢面的關(guān)系，相互垂直，從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，掌握等勢面的基本特點：在等勢面上移動電荷，電場力總是不做功．7．如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場，實線和虛線分別表示電場線和等勢線，兩電子分別從a、b兩點運動到c點，設(shè)電場力對兩電子做的功分別為和，a、b點的電場強度大小分別為和，則A． B．C． D．【答案】A【解析】【詳解】電子在電場中運動電場力做功，由于a、b兩點位于同一條等勢線上，故，有，可得；電場線的疏密程度反映場強的大小，a點比b點的電場線密些，故場強大些，，故選A．8．如圖所示為處于靜電場中某空腔導(dǎo)體周圍的電場分布情況，實線表示電場線，虛線表示等勢面，A、B、C為電場中的三個點，O為空腔導(dǎo)體內(nèi)的一點，已知處于靜電平衡的導(dǎo)體是個等勢體，規(guī)定無窮遠處的電勢為0。下列說法正確的是（

）A．O點的電勢為零B．A點的電場強度小于B點的電場強度C．導(dǎo)體表面的電場線與導(dǎo)體表面不垂直D．將正電荷從A點移到C點，電場力做正功【答案】B【解析】【詳解】AC．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部電場強度處處為零，以無窮遠為參考點，O點電勢不為零，導(dǎo)體表面為等勢面，而電場線與等勢面垂直，AC錯誤；B．電場線的疏密程度表示場強的大小，可知A點的電場強度小于B點的電場強度，B正確；D．A、C在同一等勢面上，電勢差為零，故將正電荷從A點移到C點，電場力做功為零，D錯誤。故選B。9．如圖所示，在一塊面積很大的接地金屬平板的上方固定一個帶負電的小球，虛線是金屬平板上方電場的等勢面（相鄰等勢面間的電勢差都相等），點和點分別位于圖中相鄰等勢面上。下列說法正確的是（）A．點的電勢高于點的電勢 B．點的電勢低于點的電勢C．點的電場強度大于點的電場強度 D．點的電場強度等于點的電場強度【答案】A【解析】【詳解】AB．由于負電荷周圍的點，越靠近負電荷的點電勢越低，所以點的電勢高于點的電勢，則A正確；B錯誤；CD．等勢面的疏密的地方電場強度越強，所以點的電場強度小于點的電場強度，則CD錯誤；故選A。10．一對等量正點電荷電場的電場線（實線）和等勢線（虛線）如圖所示，圖中A、B兩點電場強度分別是EA、EB，電勢分別是ΦA(chǔ)、ΦB，負電荷q在A、B時的電勢能分別是EPA、EPB，下列判斷正確的是A．EA>EB，ΦA(chǔ)>ΦB，EPA<EPBB．EA>EB，ΦA(chǔ)<ΦB，EPA<EPBC．EA<EB，ΦA(chǔ)>ΦB，EPA>EPBD．EA<EB，ΦA(chǔ)<ΦB，EPA>EPB【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)電場線疏密表示電場強度的大小，可知EA＞EB根據(jù)順著電場線方向電勢逐漸降低，可知ΦA(chǔ)>ΦB負電荷q所在處電勢越高電勢能越小EPA＜EPB故A正確，BCD錯誤。11．（多選）電場中有A、兩點，一個點電荷在A點的電勢能為，在點的電勢能為。已知A、兩點在同一條電場線上，如圖所示，該點電荷的電荷量為，那么（）A．A點電勢一定高于零B．A點的電場強度一定大于點的電場強度C．A、兩點的電勢差D．把該點電荷從移到A，電場力做功為【答案】CD【解析】【詳解】A．電荷由A移到B，電勢能減少，電場力做正功，受力方向與電場方向相反，點電荷帶負電，根據(jù)可知故A錯誤；B．僅有一條電場線，無法判斷電場強度的大小關(guān)系，故B錯誤；C．該點電荷從A移到B，電勢能變化所以電場力做功為則A、兩點的電勢差故CD正確。故選CD。12．如圖所示，a、b和c表示電場中的三個等勢面，a和c的電勢分別為U和U，a、b的電勢差等于b、c的電勢差．一帶電粒子從等勢面a上某處以速度v釋放后，僅受電場力作用而運動，經(jīng)過等勢面c時的速率為2v，則它經(jīng)過等勢面b時的速率為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】【分析】【詳解】根據(jù)a和c的電勢分別為U和U，a、b的電勢差等于b、c的電勢差．可得根據(jù)一帶電粒子從等勢面a上某處以速度υ釋放后，僅受電場力作用而運動，經(jīng)過等勢面c時的速率為，可得則粒子從等勢面a上運動到等勢面b上時有解得ACD錯誤，B正確。故選B。考點：本題考查了動能定理在電場力做功中的運用點評：在運用動能定理解決問題的時候，需要弄清楚過程中有哪些力做功，這些力做功有什么特點，以及物體過程中的始末動能狀態(tài)培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練1．避雷針上方有雷雨云時，避雷針附近的電場線分布如圖所示，圖中中央的豎直黑線AB代表了避雷針，CD為水平地面。MN是電場中兩個點，下列說法正確的是（）A．M點的場強比N點的場強大B．M點的電勢比N點的電勢低C．試探電荷從M點沿直線移動到N點，電場力做功最少D．CD的電勢為零，其表面附近的所有電場線都與地面垂直【答案】D【解析】【詳解】A．電場線越密集則場強越大，可知M點的場強比N點的場強小，故A錯誤；B．沿電場線電勢降低，可知M點的電勢比N點的電勢高，故B錯誤；C．電場力做功與路徑無關(guān)，則在試探電荷從M點到N點的多條路徑中，電場力做功相同，故C錯誤；D．CD的電勢為零，是等勢面，電場線與等勢面正交，可知CD表面附近的電場線和地面都垂直，故D正確。故選D。2．在維護和檢修高壓供電線路時，為了不影響城市用電，電工經(jīng)常要在高壓線上帶電作業(yè)。為了保障電工的安全，電工全身要穿上用金屬絲線編織的衣服（如圖甲）。圖乙中電工站在高壓直流輸電線的A供電線上作業(yè)，頭頂上方有B供電線，B供電線的電勢高于A電線的電勢，虛線表示電工周圍某一截面上的等差等勢線，c、d、e、f是等勢線上的四個點。以下說法中正確的是（

）A．在c、d、e、f四點中，c點的電場最強B．在c、d、e、f四點中，f點的電勢最低C．若將某電子由c移到f，電勢能將減小D．將某電子在d點由靜止釋放，它會向e點所在等勢面運動【答案】B【解析】【詳解】A．依據(jù)等差等勢線的疏密，可知，在c、d、e、f

四點中，f點的電場最強，A錯誤；B．沿著電場線方向，電勢是降低的，因B供電線的電勢高于A電線的電勢，則在c、d、e、f四點中，c點的電勢最高，f點的電勢最低，B正確；C．若將某電子由c移到f，即從高電勢到低電勢，其電勢能將增大，C錯誤；D．將某電子在d點由靜止釋放，在電場力作用下，它會向c點所在等勢面運動，D錯誤。故選B。3．如圖所示，a、b、c三條虛線為電場中的等勢面，等勢面b的電勢為0，且相鄰兩個等勢面間的電勢差相等，一個帶正電的粒子在A時的動能為10J，在靜電力作用下從A運動到B，在B時速度為0，當這個粒子的動能為6J時，其電勢能為（）A．－1J B．0 C．1J D．11J【答案】A【解析】【詳解】設(shè)a、b間和b、c間電勢差的絕對值均為U，粒子電荷量為q，則根據(jù)動能定理可得粒子運動到b時的動能為因為等勢面b的電勢為0，所以粒子的能量為根據(jù)能量守恒定律可知，當這個粒子的動能為6J時，其電勢能為－1J，故選A。4．圖中虛線代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面上的電勢為。一個粒子（氦核）垂直等勢面進入電場，經(jīng)過面時的動能為，從到的過程中克服電場力所做的功為。下列說法正確的是（）A．平面上的電勢為B．該粒子經(jīng)過平面時，其電勢能為C．該粒子可能到達平面D．該粒子經(jīng)過平面時的速率是經(jīng)過時的倍【答案】C【解析】【詳解】A．粒子帶個單位的正電荷，粒子從到的過程中克服電場力所做的功為，即電場力做負功，所以，各等勢面之間的電勢差是相等的，所以相鄰的等勢面之間的電勢差為電場線方向向右；的電勢為，所以的電勢為，A錯誤；B．的電勢為，所以粒子經(jīng)過平面時，其電勢能為，B錯誤；C．相鄰的等勢面之間的電勢差為，所以粒子從到的過程中電場力所做的功為粒子到達的動能為則粒子垂直于等勢面方向運動時可以到達，C正確；D．粒子從到的過程中電場力做負功，粒子到達的動能為同理粒子到達的動能為粒子的動能為所以粒子經(jīng)過平面時的速率與經(jīng)過時的速率的比值為D錯誤。故選C。5．如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子，以初速度v0從a點豎直向上射入勻強電場中，勻強電場方向水平向左。粒子通過電場中的b點時，速率為3v0，方向與電場方向一致，則a、b兩點間的電勢差Uab為（）A． B．C． D．【答案】D【解析】【詳解】將帶電粒子的運動沿水平方向x和豎直方向y分解可知。x方向Fx=qE，v0x=0故做勻加速直線運動y方向Fy=mg，v0y=v0，a=-g做勻減速直線運動，則粒子上升的高度上升時間故在x方向上，有vx=3v0=axt，其中x方向位移解得故ABC錯誤，D正確。故選D。6．（多選）如圖所示，一帶電粒子在兩個固定的等量正電荷電場運動，圖中的實線為等勢面，虛線ABC為粒子的運動軌跡，其中B點是兩電荷連線的中點，A、C位于同一等勢面上，下列說法正確的是（

）A．該粒子可能帶正電B．該粒子經(jīng)過B點時的速度最大C．該粒子在B點的加速度一定為零D．該粒子在B點的電勢能小于在A點的電勢能【答案】CD【解析】【詳解】試題分析：A到B的過程軌跡向左下彎曲，說明帶電粒子受力向左下，與電場線的方向相反，所以帶電粒子帶負電，故A錯誤；從圖中可以看到，A到B的過程和B到C的過程中各有一點的電勢最高，B點的電勢介于最大與最小之間，故B錯誤；兩個固定的等量正點電荷的電場中，點電荷連線的中點處的場強為0，所以粒子在B的受到的電場力為0，加速度也為0．故C正確；帶電粒子受力向左下，與電場線的方向相反，與速度方向