电势以及电势能大小判断-2024-2025学年高二物理上册专项训练

第二节电势高低以及电势能高低判断方法

需要掌握的内容

1.判断电势高低的方法有哪些？

电势符号（P单位（V）

（1）沿电场线方向电势降低（最快）。

（2）靠近正电荷电势高靠近负电荷电势低。

（3）通过电势为零的等势面划分区域，电势正的高负的低。等势面上电势相等，等势面与

电场线互相垂直，电场线为直线等势面也为直线。

（4）根据公式＜p片可以计算出电势的大小，通过标量的计算法则算出合成之后的电势大小。

（5）通常取无穷远以及大地电势为零。

2.通过定义判断电势能高低。

电势能符号Ep单位（J）

根据公式Ep=（pq来判断电势能高低，电势能以及电势都是矢量，值的正负与大小有关,

判断电势能高低时要考虑q的正负，当电势升高q为正电荷时，电势能升高，q为负电荷时,

电势能降低。

3.通过电场力做功判断电势能高低。

电场力做正功电势能降低，电场力做负极功电势能升高。当力与速度夹角为锐角时做正

功，力与速度夹角为钝角时做负功，直角不做功。

经典习题

单选题L在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）

A.电场强度大的地方电势一定高

B.场强大小相同的点电势不一定相同

C.场强为零的地方电势也一定为零

D.电势为零的地方场强也一定为零

单选题2.关于电场下列说法正确的是（）

A.电场线是真实存在的物质

B.试探电荷在电场中受到的电场力总是与场强方向是相同的

C.在电势为2V的等势面上，电荷量为1C电荷的电势能要比电荷量为-2C电荷的电势

能小

D.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0

多选题3.关于场强和电势的说法中，正确的是（）

A.在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷所经过的路径

上各点的场强一定为零

B.电场强度的方向就是电势降落最快的方向

C.两个等量正电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越

低，场强越来越小

D.两个等量异种电荷的电场中，对于两电荷连线的中垂线上各点：电势均相等，中点

场强最大，沿连线的中垂线向外，场强越来越小

多选题4.如图所示，两个互相垂直的平面〃和人其交线上的W点和N点有等量同种点电

荷，。是的中点，A是平面。上的一点，3是平面6上的一点，NO和8。均垂直于

且80,则下列说法不正确的是（）

A.A、3两点的电势相同，场强相同B.A、B两点的电势不相同，场强相同

C.A、B两点的电势相同，场强不相同D.A、B两点的电势不相同，场强不相同

多选题5.在如图所示的4种情况中，。、6两点的场强相同，电势不同的是（）

+----------

A.°带电平行板电容器两极板间的a、b两点

D.卷……Q-….…苫两个等量异种电荷连线上，与连线中点O等距的a、b两点

ab

单选题6.图（a）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图（b）为四极杆

内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，下列说法错误的

是（）

图(a)图(b)

A.尸点电势比M点的高

B.P点电场强度大小比M点的小

C.M点电场强度方向沿z轴正方向

D.带正电的粒子沿x轴正方向运动时，电势能减少

单选题7.如图所示，虚线或3c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在

电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，尸、R，0是这条轨迹上的三点，由此可知（）

A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小

B.带电粒子在尸点时的电势能比在0点时的电势能大

C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在0点时的小，比在尸点时的大

D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在。点时的加速度大小

单选题8.如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只

在电场力作用下的运动轨迹，设加■点和N点的电势分别为0时、％，粒子在M和N时加速

度大小分别为与、aN,速度大小分别为为、%,电势能分别为用）.、EPN.下列判断正确的

是

B.vM<vN,(pM<(pN

aa

D.M<N'EpM<EfN

单选题9.如图所示，虚线“加代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即

Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、。是这

条轨迹上的两点，据此可知（）

A.三个等势面中，a的电势最低

B.带电质点在尸点具有的电势能比在。点具有的电势能大

C.带电质点通过尸点时的动能较通过。点时大

D.带电质点通过尸点时的加速度较通过0点时小

单选题10.如图所示为一电场等势面的分布情况。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的

运动轨迹，/、3为轨迹上的两点，则（）

A.带电粒子带负电

B.带电粒子在/点的加速度小于2点的加速度

C.带电粒子在4点的电势能小于3点的电势能

D.若带电粒子由/点静止释放，仅在电场力作用下将沿等势面d运动

单选题11.如图所示，实线为某电场的电场线，虚线为等势面，A.3为电场线上的两个点,

A.4点的场强比8点的场强小

B.4点电势比3点电势高

C.带正电的检验电荷从/点移动到2点电势能增加

D.带负电的检验电荷从N点移动到3点动能减少

单选题12.一个负电荷从电场中的2点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到/

点，它运动的速度一时间图像，如图所示，则/、3两点所在区域的电场线分布情况可能是

图中的（）

多选题13.有一带电粒子沿图中的N8曲线穿过一匀强电场，a、b、c、4均为匀强电场中

的等势面，且电势1＜郁＜心＜%，若不计粒子所受重力，那么（

----------------------a

A.粒子一定带负电

B.粒子的运动轨迹是抛物线

C.从/点运动到B点粒子的电势能增加

D.粒子的动能和电势能之和在运动过程中保持不变

单选题14.某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，

它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒（重力不计）的运动轨迹，/、B

是轨迹上的两点，。点与2点关于放电极对称，下列说法正确的是（）

A./点电势高于3点电势

B./点电场强度小于C点电场强度

C.烟尘颗粒在/点的动能小于在2点的动能

D.烟尘颗粒在/点的电势能小于在B点的电势能

单选题15.如图所示的xQy坐标系中，x轴上固定一个点电荷。，y轴上固定一根光滑绝缘

细杆（细杆的下端刚好在坐标原点。处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）

从杆上尸处由静止释放，圆环从。处离开细杆后恰好绕点电荷。做圆周运动。下列说法正

确的是（）

y

尸

细

一a

杆\

3二:♦

/X

A.圆环沿细杆从尸运动到。的过程中，速度可能先增大后减小

B.圆环沿细杆从尸运动到。的过程中，加速度可能先增大后减小

C.增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运

动

D.将圆环从杆上尸的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电

荷做圆周运动

单选题16.在如图所示的四种电场中，分别标记有0、b两点，关于°、6两点的电场强度

和电势，下列说法正确的是

A.甲图中0、6两点电场强度相同，电势也相等

B.乙图中0、6两点电场强度相同，但电势不等

C.丙图中a、b两点电场强度不同，但电势相等

D.丁图中0、6两点电场强度相同，电势也相等

单选题17.如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异种电荷的小球（不计重力）。开始时,

两小球分别静止在/、3位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下，小球绕轻杆中点O

转到水平位置。取。点的电势为0。下列说法正确的有（）

A.电场中/点电势高于2点

B.转动中A球电势能变化量大于B球电势能变化量

C.该过程静电力对两小球做功相等

D.该过程两小球的总电势能增加

答案

第二节

1.B

【详解】A.沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线密的地方，电场强度大，电场线疏的

地方电场强度小；电势高的地方电场强度不一定大，电场强度大的地方，电势也不一定高，

故A错误；

B.在匀强电场中，场强处处相等，但沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以场强大小相同

的点电势不一定相同，故B正确；

C.场强为零的地方电势不一定为零，电势为零是人为选取的。故C错误；

D.电势为零是人为选取的，则电势为零的地方场强可以不为零，故D错误。

故选B。

2.D

【详解】A.电场是真实存在的物质，电场线是为了形象描述电场，人为假想的，不是真实

存在的物质，故A错误；

B.正的试探电荷在电场中受到的电场力与场强方向相同，负的试探电荷在电场中受到的电

场力与场强方向相反，故B错误；

C.根据电势能表达式

在电势为2V的等势面上，则电荷量为1C电荷的电势能要比电荷量为-2C电荷的电势能大,

故C错误；

D.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0,故D正确。

故选D。

3.BD

【详解】A.等势面和电场线相互垂直，在等势面上移动电荷电场力不做功但电场强度不为

0,A选项错误；

B.据E=可知电场强度方向就是电势降落最快方向，故B选项正确；

Lsinc/

C.两个等量正电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低,

而场强先增加后减小，故C选项错误；

D.两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线有如下特征：中垂线为等势线，连线

上各点的电势相等，中间电场线比较密，两边疏，则连线中点场强最大，向外逐渐减小，故

D正确。

故选BDo

4.ABD

【详解】M、N两点的点电荷为等量同种点电荷，A、8两点离点电荷的距离相等，根据

电势的叠加知A、3两点的电势相同，根据对称性知A、B两点的场强大小相等，由平行四

边形定则知，A点场强方向沿直线8点场强方向沿直线03,即A、8两点的场强方

向不同；

故选ABD-

5.AD

【分析】电势是标量，电场强度是矢量，标量只要大小相等，标量就相等，而矢量，大小、

方向均相同，矢量才相同.根据电场线的分布判断.

【详解】a、b处于匀强电场中，场强相同，电势不同，沿着电场线电势逐渐降低，a点电势

高于b点电势，即a、b两点电势不等，故A正确；a、b处于同一等势面上，电势相等，而

电场强度方向不同，故电场强度不同，故B错误.处于静电平衡状态下的金属内部a,b两

点，电场强度均为零，整个导体是等势体，电势相等，故C错误；根据电场线的分布情况

可知a、b两点场强相同，a、b间的电场线从正电荷到负电荷，沿着电场线电势逐渐降低，

故a、b两点电势不等，故D正确；故选AD.

【点睛】对于典型的电场的电场线分布要掌握，抓住特点，有助于解答关于电场强度、电势

高低判断的问题.

6.D

【详解】A.尸点离正电荷较近，"点离负电荷较近，尸点电势比“点的高，故A正确，

不符合题意；

B.“点等势面比尸点等势面密集，则P点电场强度大小比”点的小，故B正确，不符合

题意；

C.根据平行四边形法则，M点电场强度方向沿z轴正方向，故C正确，不符合题意；

D.按照电势的计算可知x轴上的电势等于零，所以带正电的粒子沿x轴正方向运动时，电

场力不做功，电势能不变，故D错误，符合题意。

故选D。

7.A

【详解】粒子的轨迹向右弯曲，所受的电场力向右；

A.电场力向右，带电粒子从R向。运动时做减速运动，带电粒子在火点时的速度大小大

于在。点时的速度大小，A正确；

B.电场力向右，带电粒子从尸点向。点运动时，电场力做负功，电势能增加，带电粒子在

尸点时的电势能比在0点时的电势能小，B错误；

C.带电粒子在运动过程中，只有动能和电势能之间发生转化，动能和电势能之和保持不变,

c错误；

D.带电粒子只受电场力作用，电场线越密，电场越强，粒子所受的电场力越大，加速度越

大，所以带电粒子在R点时的加速度大小大于在。点时的加速度大小，D错误。

故选Ao

8.D

【详解】试题分析：将粒子的运动分情况讨论：从"运动到N；从N运动到根据电场

的性质依次判断；

电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速

度越大，故有为<心；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲

的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动

能减小，即VM>VWEpM<EpN，负电荷在低电势处电势能大，故必/>为；

若粒子从N运动到则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电

场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即

EE

VM>VMPM<PN）负电荷在低电势处电势能大，故%/>纵；

综上所述，D正确；

【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动；本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受

到的合力指向轨迹的内侧，从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系，进而判断出电场

力做功情况.

9.B

【详解】A.由带正电的质点轨迹弯曲的方向可知，质点所受电场力方向向右下方，则电场

线与等势面垂直，电场线方向向右下方，沿电场线方向电势逐渐降低，可知a的电势最高,

A错误；

B.正电荷在电势高的地方，电势能大，可知带电质点在P点具有的电势能比在。点具有的

电势能大，B正确；

C.若带电质点沿从尸点到。点方向运动，是从高电势到低电势，电场力做正功，由动能定

理可知，质点的动能增加，因此通过P点时的动能较通过0点时小，C错误；

D.由等势面越密集的地方，电场线也越密集，因此可知P点的电场线比0点的电场线密,

则有质点在P点所受的电场力比。点所受的电场力大，由牛顿第二定律可知，带电质点通

过尸点时的加速度较通过。点时大，D错误。

故选B。

10.C

【详解】A.由电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，带电粒子运动轨迹向低电

势方向弯曲，即粒子受到向低电势方向的电场力，电场力方向与电场方向相同，可知带电粒

子带正电，故A错误；

B.等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大，则有

吗＜玛

带电粒子在/点受的电场力大于在3点受的电场力，因此带电粒子在/点的加速度大于3

点的加速度，故B错误；

C.带电粒子带正电，在高电势位置的电势能大，在低电势位置电势能小，因此带电粒子在

/点的电势能小于3点的电势能，故C正确；

D.若带电粒子由N点静止释放，仅在电场力作用下将沿低电势方向运动，不会在等势面d

运动，故D错误。

故选C。

11.C

【详解】A.电场线的疏密程度反映场强的大小，/处电场线较密集，场强更大，故A错误；

B.沿电场线的方向电势降低，由题目图中可知，/点的电势低，故B错误；

C./点的电势低，根据

Ep=q(P

正电荷在/点的电势能小，所以将一带正电的检验电荷从N移动到8电势能增加，故C正

确；

D./点的电势低，负电荷在/点的电势能大，所以将一带负电的检验电荷从/移动到3电

势能减小，故D错误。

故选C。

12.A

【详解】根据题意，负电荷所受电场力方向从8f/,则电场方向由由图可知，

加速度越来越小，则电场力越来越小，则电场强度越来越小。

故选Ao

13.ABD

【详解】A.根据电场线和等势线垂直，且从高电势处指向低电势处，则电场沿竖直向下方

向，而粒子的轨迹向上弯曲，说明粒子所受的电场力竖直向上，所以粒子带负电，A正确；

B.粒子所受的电场力是恒力，粒子的运动为匀变速曲线运动，所以轨迹为抛物线，B正确；

C.粒子的电场力竖直向上，轨迹向上弯曲，则电场力对粒子做正功，电势能减小，动能增

大，C错误；

D.因为粒子的重力不计，粒子的动能和势能相互转化，由能量守恒定律可知，粒子的动能

和电势能之和在运动过程中保持不变，D正确。

故选ABDo

14.C

【详解】A.由沿电场线方向电势降低可知，/点电势低于3点电势，故A错误;

B.由图可知，/点处的电场线比C点处的电场线密集，因此4点电场强度大于C点电场强

度，故B错误；

CD.烟尘颗粒受到的电场力方向位于轨迹的凹侧，由图可知烟尘颗粒带负电，从4到3的

过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，则烟尘颗粒在/点的动能小于在8点的

动能，烟尘颗粒在/点的电势能大于在8点的电势能，故C正确，D错误。

故选C。

15.C

【详解】A.圆环从尸运动到。的过程中，对环受力分析，环受库仑引力和杆的弹力，库

仑引力沿杆方向上的分力等于圆环的合力，滑到。点时，所受的合力为零，加速度为零，

故A错误；

B.圆环从P运动到。的过程中，库仑引力做正功，动能一直增大，速度一直增大，故B

错误；

C.圆环从尸运动到。的过程中，根据动能定理得

TT12

qU=—mv