2025年人教版高中物理必修3专项复习：电势差（原卷版）

第05讲：电势差

【考点梳理】

>考点一：电势差的概念

>考点二：电势和电势差的计算

>考点三：静电力与电势差的关系

>考点四：等势面和电场关系

>考点五：不同等势面的电场力和电势能的关系

>考点六：比较静电平衡下的电势大小

>考点七：电势差的综合问题

【知识梳理】

知识点一：电势差

1.定义:电场中两点间电势的差值，也叫电压.

2.表达式：若A点电势为04,B点电势为3.则UAB=(PA—(PB;UBA=(PB~(PA.单位，符号/

知识点二：静电力做功与电势差

1.关系：11/八8=。。八8或以8=每~.2.证明：WAB=EDA—EDB=—q①B=q((PA—(PB)得

技巧考点总结

对电势差的几点认识

(1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电量、静电力做功的大小无关.在确

定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值.

(2)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点的电势差.4B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UM.

(3)电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低.

(4)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关.

2.电势差与电势的对比

电势(P电势差U

比较内容

w

定义电势能与电量的比值电场力做功与电量的比值*

区别

决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定

相对性有，与电势零点的选取有关无，与电势零点的选取无关

数值关系UAB=(PA―(PB，当08=。时，UAB=(PA

单位相同，均是伏特(V),常用的还有kv,mV等

联系

标矢性都是标量，均具有正负

物理意义均是描述电场的能的性质的物理量

知识点三：对公式UAB=%—和WAB=qUAB的理解

（1）W/AB、UAB、q均可正可负，WAB为负值表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB为负值表示0A</，

q为负值表示试探电荷为负电荷.

（2）应用公式IV4B=qUAB求解时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算.也可以将各物理量都取绝对值，

先计算大小，再根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定电场力做功的正负.

2.电场力做功的求解四法

四种求法表达式注意问题

（1）适用于匀强电场

功的定义W=Fd=qEd

（2）d表示沿电场线方向的距离

=

WABEPA—EpB

功能关系（1）既适用于匀强电场也适用于非匀强电场

二-AEp

⑵既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情

电势差法WAB=CIUAB

况

功能定理W静电力+W其他力=AEk

【题型归纳】

题型一：电势差的概念

1.（21-22高二上.广东东莞）关于电势差的说法中，正确的是（）

A.电场两点间的电势差数值上等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功

B.电场两点间的电势差大小与零势面的选取无关

C.在电场两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关

D.两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比

2.（20-21高二上•湖北随州•期中）关于电势差的计算公式，下列说法正确的是（）

A.电势差的公式加2=号说明两点间的电势差［MB与电场力做功憾8成正比，与移动电荷的电荷量q成反

比

B.把电荷从A点移动到8点电场力做正功，则有

C.电场中A、2两点间的电势差等于把正电荷q从A点移动到8点时电场力所做的功

D.电势差的公式中，"42与移动电荷的电荷量q无关

3.（22-23高二上•河南郑州•期中）关于电势差的计算公式，下列说法正确的是（

A.电势差的公式。筋=詈表明电场中两点间的电势差UAB与电场力做功MB成正比，与移动电荷的电荷量q

成反比

B.把正电荷从A点移动到8点电场力做正功，则有，48＜0

C.电场中A、8两点间的电势差等于把正电荷q从A点移动到8点时电场力所做的功

WAB

D.电势差的公式542=点一中，U48与移动电荷的电荷量q无关

题型二：电势和电势差关系

4.（23-24高二上•吉林四平•期中）将电荷量为q=+2.0xlO^c的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服静电

力做功W=4.8xlOTj,取无限远处的电势为零，下列说法正确的是（）

A.4在A点的电势能为3.6X10TJ

B.A点的电势为2.4x104V

C.4未移入电场前，A点的电势为0

D.4未移入电场前，A点的电势为4.8xl（）4v

5.（22-23高二下•河南安阳•阶段练习）电场中某一条电场线上有。、b、c三点，b为碇的中点，一电子在服c两

点的电势能分别为-6eV和4eV,则（）

q」；

A.电场线方向由。指向cB.电子在6点的电势能一定为-leV

C.。、c两点的电势差为2VD.。点的场强一定大于c点的场强

6.（19-20高二上•广东深圳•期中）在电场中，A、B两点间的电势差0秒=1。。丫，8、C两点间的电势差"BC=T60V,

则A、B、C三点电势高低关系为（）

A.（pA＞（pB＞（PcB.（PA＜（PC＜（pB

c.（pc＞＜PA＞（PBD.（Pc＞（PB＞＜PA

题型三：静电力与电势差的关系

7.（23-24高二上•四川眉山・期末）如图，平面直角坐标系xoy中有一匀强电场，48c构成正三角形，A点坐标为

（-2cm,0）,C点坐标为（2cmX））。将电量为g=-8x10-6c的试探电荷从人点移到夙。两点，静电力做功分别为

2.0X10-15J>4.0X10-15J,以下说法正确的是（）

B.y轴上所有点电势都相等

C.该匀强电场的场强为250N/C

D.将电量为8.0XK）T6c正电荷有2点移到c点电势能减少2.0X10T5J

8.（23-24高二上.河北石家庄.阶段练习）如图所示，在匀强电场中电场强度E=2.0xl（）4v/m,直线AB两点相距

L=50cm,A3与电场线夹角6=37,把一个4=-LOxlO^C的电荷从8移到A点过程中，电场力做功及电势能的

变化正确的是（）（sin37=0.6,cos37=0.8）

>

A

A.电场力做功-LOxlO^j电势能减少LOXIOYJB.电场力做功-0.8x107J,电势能减少0.8乂10力

C.电场力做功0.8X10TJ,电势能减少0.8xl（）YjD.电场力做功LOxlCT41,电势能减少LOxlO^J

9.（23-24高二上•宁夏吴忠・期中）如图所示，一带电粒子，质量为机，电荷量为分一初速度vo从A点竖直向上进

入方向水平的匀强电场，粒子到达B点时速度沿电场线方向的分量为如°。不计重力的作用，则A、8两点的电势差

UAB为（）

-------------*B---------►

—

m•A

A皿B2汨C3m说D皿

qq2q2q

题型四：等势面和电场关系

10.（23-24高二上.安徽.期末）某电场的等势面如图中实线所示，图中相邻等势面间的电势差相等，已知将电子从c

点移至无穷远处克服电场力做的功比从e点移至无穷远处克服电场力做的功多，选无穷远处电势为零，下列说法正

确的是（）

A.该电场可能是一对等量异种电荷产生的电场

B.。点电势高于6点电势

C.质子从1点移到6点，电场力做正功

D.d、c两点场强方向均向左，但d点场强比c点大

11.（23-24高二上•福建三明•期末）某电场的等势线如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，下列分析正确的

是（）

A.电场的方向由6指向eB.d点的电场强度大小最大

C.正电荷在。的电势能大于e点的电势能D.电子从a点运动到d点，电场力做功为+4eV

12.（23-24高二上•安徽安庆•期末）某中学生在研究心脏电性质时发现，当兴奋在心肌传播时，在人体的体表可以

测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差

等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，6、。、d为等势面上的点，。、6为两电荷连线上对

称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，则（）

-l.Omy-

+1.5mV；

-0.5mV

A.。、匕两点的电场强度大小相同，方向相反B.。、4两点的电场强度大小相同，方向相反

C.。、6两点的电势差U"=-3.0mVD.从c到d的直线上电场强度先变大后变小

题型五：不同等势面的电场力和电势能的关系

13.（23-24高二上.重庆北倍•期中）如图所示是某同学在研究等量异种电荷电场时所画的等势面，该同学根据实验

情况选取了零电势位置后，将其中两个等势面的电势标注在图上。已知相邻等势面间的电势差相等，则（）

A.。点电势为零B.电子在。点的电势能为1.4eV

C.电子从。点运动到6点，电势能增加0.4eVD.电子从a点运动到b点，电势能减少0.4eV

14.（23-24高二上•四川凉山•期中）如图所示，一带负电的点电荷固定于。点，两虚线圆均以。为圆心，两实线分

别为带电量大小相等的带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计带

电粒子的重力，下列说法正确的是（）

A.M带负电荷，N带正电荷

B.M在b点的动能小于它在。点的动能

C.M在6点的电势能等于N在d点的电势能

D.N在从c点运动到"点的过程中电势能增加

15.（23-24高二上•福建莆田•期中）如图所示，虚线表示某电场的等势面，实线表示一带电粒子仅在电场力作用下

运动的径迹。粒子在A点的加速度为公、动能为瓦4、电势能为马A；在8点的加速度为3、动能为&B、电势能为

EpB。则下列结论正确的是（）

C.EPA>EPBD.EkA>EkB

题型六：比较静电平衡下的电势大小

16.（23-24高二上•北京丰台・期中）如图所示，将带负电荷。的导体球靠近不带电的导体棒。若沿虚线将导体分成

A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为。4、QB,导体棒两端的电势分别为9A和（pB,则下列判断正确的是（）

+

A;B

।

A.为负电荷，且。4<0B

B.Qi为负电荷，且。A=QB

C.导体棒两端的电势（PA<（PB

D.A部分的各点的电场强度普遍小于B部分的各点电场强度

17.（23-24高二上•陕西安康•期中）如图，长度为L的导体棒原来不带电，将带电量为q的正点电荷放在导体棒的

中心轴线上距离棒左端R处，达到静电平衡后，下列说法正确的是（）

A.导体棒表面场强处处相等，但方向可能不同

B.导体棒右端电势高，左端电势低

C.导体棒上感应电荷在棒中心。处产生的电场强度大小为女日言方，方向向右

D.导体棒中心。处电场强度为零

18.（23-24高二上.河南焦作•期中）如图所示，竖直固定放置半径为R、上端有很小的孔的金属球壳，将竖直悬挂

的带电量为+Q的小球（可视为点电荷）放置在金属球壳的球心处，整个装置处于电场强度为£的水平向左的匀强

电场中。在金属球壳的纵截面上有A、8、C三点，则（）

A.达到静电平衡后，金属球壳空腔内没有电场

B.达到静电平衡后，金属球壳空腔内的电场线水平向左

C.达到静电平衡后，A、B、C三点的电势关系为%=%=%

D.达到静电平衡后，A、B、C三点的电势关系为

题型七：电势差的综合问题

19.（24-25高二上•福建龙岩）有一个带电荷量/=-3x10-6（2的点电荷，从某电场中的A点移到2点，电荷克服静

电力做功6x10—%从8点移到c点，静电力对电荷做功9xl（p4j。

（1）48、BC、C4间电势差各为多少？

⑵若取8点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？

⑶若取2点电势为零，则电荷q2=-6xl(T6c在A、C两点的电势能各为多少？

20.(23-24高二上•浙江杭州•期中)如图，在匀强电场中，将电荷量为-6xl()iC的点电荷从电场中的A点移到B点,

静电力做了-2.4xl(r5j的功，再从8点移到C点，静电力做了L2xl(T5j的功。已知电场的方向与VABC所在的平

面平行。

(1)4、B两点间的电势差和2、C两点间的电势差分别为多少？

(2)若以B点为电势零点，请在图中画出过8点的电场线方向，保留作图过程。

21.(23-24高二上•四川成都・期中)如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种负点电荷，A、0、8在两电

荷连线的中垂线上，。为两电荷连线中点，AO=OB=L,将一带正电的小球由A点静止释放，小球可最远运动至

。点，已知小球的质量为机、电量为家若在A点给小球一竖直向上的初速度，则小球向上最远运动至B点，重力

加速度为g。求：

(1)小球在A点的初速度匕大小；

（2）A、。两点的电势差"AO大小；

（3）该小球从A点以％的初速度向上运动到8点的过程中经过。点时速度大小。

b

I

I

I

㊀---------------------------㊀

L

I

I

I

【高分演练】

一、单选题

22.（23-24高二上•全国）电场线和等势面可以用来形象地描述电场，下列关于电场线和等势面说法正确的是（）

A.等势面跟电场线可能不垂直

B.沿电场线方向电势可能升高

C.同一电场线上各点电势一定不相同

D.同一等势面上各点场强一定不相同

23.（23-24高二上.安徽芜湖•期末）在某电场中，将电荷量4=2.0xl0-9c的正电荷从。点移到b点，克服静电力做

功W"=4.0X1（F8J,贝心、6两点间的电势差为（）

A.-200VB.200VC.-20VD.20V

24.（23-24高二上.北京房山•期末）如图所示为某电场等势面的分布情况，下列说法正确的是（）

A.A点的电势比8点的电势高

B.电子在A点受到的静电力小于在B点受到的静电力

C.把电子从A点移动至8点静电力做的功与路径有关

D.电子在c等势面上比在d等势面上的电势能大

25.（23-24高二上.辽宁沈阳•期末）有研究表明，当兴奋情绪传播时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。

某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势,

a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场，a、6为两电荷连线上对称的两点，c、d

为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中正确的是（）

A.c点的电势大于d点的电势B.a、6两点的电场强度大小相等，方向相同

C.负电荷在c点的电势能小于在。点的电势能D.将带负电的试探电荷从6点移到d点，电场力做负功

26.（23-24高二上•甘肃白银・期末）如图甲，在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在

金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图乙中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。一带

电粒子只在电场力作用下由M点加速向N点运动，不计粒子的重力，则（）

甲乙

A.M点的电势比N点的电势低B.〃点的电场强度比N点的电场强度小

C.粒子在M点的加速度比在N点的大D.粒子在M点的电势能比在N点的小

27.（23-24高二上・重庆长寿•期中）如图所示，关于x轴对称的三条等势线为正点电荷形成的电场中的等差（4=。比）

等势线，等势线与x轴的交点分别为a、b、c,下列说法不正确的是（）

A.a、b、c三点的电场强度方向相同

B.a、b、c三点中c点的电场强度最大

C.a、b、c三点中c点的电势最低

D.把一电子从。点移到6点，电子的电势能减小

28.（2024•福建漳州•模拟预测）静电纺纱利用了高压静电场使单纤维两端带上异种电荷，其电场分布如图所示，则

()

A.图中虚线是等势线，电场强度纥＜七

B.图中虚线是电场线，电场强度

C.一电子在A点的电势能大于其在。点的电势能

D.将一电子从C移动到D,电场力做功为零

29.（2022.浙江绍兴•模拟预测）如图所示是用于离子聚焦的静电四极子场的截面图，四个电极对称分布，其中两个

电极带正电荷，形成高电势+U,两个电极带负电荷，形成低电势-U。图中纵反c、d四个点为电场中的四个位置,

下列说法正确的是（）

A.图中虚线表示电场线

B.。点的电势高于b点的电势

C.电荷在四个电极的表面分布均匀

D.c点的电场强度大小与1点的电场强度大小相等

30.（23-24高三上•安徽•阶段练习）如图所示，在A、8两点放置电荷量之比为1:2的两个正点电荷，。为A3的中

点，以。为圆心的圆上有a、b、c、d四点，其中a、b在AB连线上，cd与4B垂直，己知。点场强为零，则下列

说法正确的是（）

.------累――9一2-----------

4B

d

A.c、1两点电场强度相同

B.将电子从c点沿着圆弧顺时针移动到d点过程中，电势能先增大后减小

C.W5之间的电势差大于Oa之间的电势差

D.ab与AB间距之比为1:4

31.（23-24高三上•重庆沙坪坝•阶段练习）空间中M、N处各放置一个电荷量绝对值相等的点电荷，其中M点处

为正电荷，M,N两点附近电场的等差等势面分布如图所示，。、b、c、d、e为电场中的5个点，其中。、b两

点关于连线中点。对称，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（）

A.M、N两点处的电荷是等量同种电荷

B.。点和6点的电场强度大小相等、方向相反

C.负电荷在。点的电势能小于在。点的电势能

D.在d点由静止释放一个带电粒子，不计重力，粒子将沿等势面de运动

32.（2023•海南•一模）雷电是一种强烈的放电现象，高大建筑物的顶端都装有避雷针来预防雷击。如图所示，虚线

是避雷针上方电场的等势面，A、8、C是等势面上的三点，相邻等势面间的电势差都相等。一带负电的粒子只在电

场力作用下由C点加速向B点运动，不计粒子的重力，下列说法中正确的是（）

A.C点的电场强度大于B点的电场强度

B.B点的电势比C点的电势低

C.粒子在C点的加速度比在8点的加速度大

D.粒子在C点的电势能大于在2点的电势能

33.（23-24高二上•陕西西安•阶段练习）两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C

三点，如图甲所示，一个电荷量为2xl0-3c、质量为0.1kg的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的VT

图像如图乙所示，其中8点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（）

h

O……考-…⑥

I

I

I

I

I

甲

A.由C点到A点电势逐渐升高

B.由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大

C.8点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度大小E=100N/C

D.A、8两点间的电势差。旗=500V

二、多选题

34.（24-25高二上•全国•课后作业）电场中有A、8两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2xl（F8j,在B点的电势

能为0.80X10FJ。已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为LOxlOPC,那么（）

AB

<-----••

A.该电荷为负电荷

B.该电荷为正电荷

C.A、2两点的电势差以B=4.0V

D.把电荷从A移到B,静电力做功为％B=4.0J

35.（24-25高二上•福建龙岩•开学考试）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电

势差相等，实线为一带电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，尸、R、。是这条轨迹上的三点，R同

时在等势面6上，据此可知（）

B.带电质点在尸点的电势能比在。点的大

C.带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b

D.带电质点在尸点的动能与电势能之和比在。点的小

36.（23-24高一下.四川泸州.期末）某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电

场作用下的运动轨迹，M,N分别是运动轨迹与等势面反。的交点，下列说法正确的是（）

B.点的电场强度比N点的大

C.粒子在运动轨迹上存在动能最小的点D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能

37.（2024.山东淄博.二模）如图所示，一个正方体A5CD-AZC'D,其上、下、左、右表面的中心分别为E、R

G、H,在E、G两点固定电荷量为M的点电荷，在RX两点固定电荷量为+4的点电荷，下列说法正确的是（）

B.A9中点处的场强与。C'中点处的场强相同

C.一带正电的试探电荷在4点的电势能等于它在C点的电势能

D.AA两点间的电势差的绝对值小于8Z两点间的电势差的绝对值

38.（23-24高二上.天津西青.期末）如图所示，三条平行等距的直线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、

20V、30V,实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，对于这轨迹上的db、c三点来说，下

列选项说法正确的是（）

A.粒子必先过°,再到b,然后到cB.粒子在三点所受的合力工=片=月

C.粒子在三点的动能大小为D.粒子从6运动到。的过程中电场力做正功

39.（2024・甘肃•一模）用于医学成像的X射线是由电子加速后轰击重金属靶产生的。图（a）中“、N是电子被电

场加速过程中一条电场线上的两点。电子在电场力的作用下从〃点运动到N点，其运动的V—图像如图（b）所示,

下列说法正确的是（）

A.M点的电场强度大于N点的电场强度

B.M点的电势高于N点的电势

C.电子从/点运动到N点电场力做负功

D.电子在M点的电势能大于N点的电势能

40.（23-24高二上.重庆九龙坡•期末）某条电场线是一条直线，沿电场线方向依次有0、4B、C四个点，相邻两

点间距离均为d=01m,以。点为坐标原点，沿电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律

如图所示，Eo=2V/m。一个带电量为1C的正电粒子，从。点由静止释放，仅受电场力作用。则下列说法正确的是

A.粒子从0到A做匀加速直线运动

B.若。点的电势为零，则A点的电势为-0.1V

C.粒子运动到8点时动能为0.3J

D.粒子在OA段