2025年人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量第2节电势差

第十章第2节

课后知能作业

基础巩固练

1.下列各物理量中，与试探电荷有关的量是()

A.电场强度石B.电势夕

C.电势能EpD.电势差U

答案：C

解析：电势、电势差、电场强度都是表述电场本身性质的物理，与试探电荷无关。

2.将一个电荷量为q的正电荷在匀强电场中从A点移到8点，电场力做功W,则A、8

两点之间的电势差等于()

A叱B。

A.q田卬

C.q\VD.0

答案：A

IV

解析：根据电场力做功的公式：W=qUAB,所以SB=7，故A正确。

3.电场中有。、〃两点，已知的=-500V,(pb=\500V,将电荷量为q=-4X10-9(2的

点电荷从。移到〃时\电场力做功为()

A.负功8Xl()FjB.正功8Xl()Fj

C.鱼功4义10-61D.正功4X10-61

答案：B

解析：电场力做功W=qUR产夕(外一")=-4X1(T9X(—2000)J=8X1()-6J,电场力做正

功，故B正确，A、C、D错误。故选B。

4.在电场中A、8两点间的电势差为U.=75V,B、。两点间的电势差为-100V,

则工、B、C三点电势高低关系为()

A.(pA>(pB>(pCB.(pc>(/)A>(/)B

C.(pC>(pB>(pAD.(pA<(pC<(pB

答案：B

解析：由题意，U,\B=(pL(pB=75V,则得：(/)A>(PB；UBC=(PB—(PC=-100V,则得那<丝；

又以C=UAB+U8C=(75—100)V=-25V,则得：(pA<(pcx故有：故A、C、D错,吴，

B正确。故选B。

5.如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等势面。已知4、b、C三点的

电场强度大小分别为反、Eh>Eci电势分别为0“、（pb>（pc，则（）

A•Ea<Eh，(flh=(/)cB.Ea>Eby(pciXpb

C.Ea>Eb,(/)a<(phD・Ea—Ec,(fib~(fie

答案：B

解析：由图示可知，。处的电场线密，〃处的电场线稀疏，因此。点的电场强度大，〃点

的场强小，即瓦>瓦；沿着电场线的方向，电势逐渐降低，则。点的电势高于c点的电势，即

的〉”；力、c两点在同一等势面上，电势相等，（pb=（pc,则仰〉”。故B正确，A、C、D错浜。

故选Bo

6.空间P、。两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中。点处为正电荷，P、。两

点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、。、〃、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0,

则（）

A.e点的电势大于0

B.。点和〃点的电场强度相同

C.〃点的电势低于"点的电势

D.负电荷从。点移动到。点时电势能增加

答案:D

解析：根据电场等势面的图像可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，选无穷远处电势

为0,则中垂面是等势面，电势为0,故A错误；等量异种电荷的电场，它具有对称性，。点

和〃点的电场强度大小相等，而方向不同，故B错误；沿着电场线的方向电势降低，方点凄正

电荷的距离更近，所以6点的电势较高，高于4点的电势，故C错误；。点离正电荷近，。点

电势高于C・点，根据负电荷在电势高处电势能小，知负电荷从。点移到C点，电势能增加，故

D正确。故选D。

能力提升练

7.根据a粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，如图所示虚线表示原子核所

形成的电场的等势线，且三个等势线之间距离相等，实线表示一个a粒子（带正电）的运动轨迹。

在。粒子从。运动到从再运动到。的过程中，下列说法中正确的是（）

A.加速度先变小，后变大

B.历两点间电势差为/加两点间电势差的2倍

C.电势能先增大，后减小

D.a点动能大于c点动能

答案：C

解析：由题可知，可视为点电荷形成电场，由牛顿第二定律皑=〃也，在a粒子从。运

动到反再运动到c的过程中，距离先减小后增大，所以加速度先变大后变小，A错误；点电

荷形成的电场中，越靠近场源电荷，电场强度越大，则由公式。=&/,图中两等势面间的此离

相等，但是电场强度不恒定，所以不满足两倍关系，B错误；电场是由原子核形成的，即场源

电荷带正电，运动电荷a粒子也带正电，所以电场力是排斥力，所以靠近过程电场力做负功，

远离过程电场力做正功，因此电势能先增大后减小，C正确；越靠近正场源电荷，电势越高，

则例＞9c,据又a粒子的q为正，Uac为正,所以电场力做正功，动能增加，因此

。点动能小于c点动能，D错误。故选C。

8.某电场的等势面如图所示，A、B、C是等势面上的三点，下列说法正确的是（）

A.负点电荷在A点受到的耳场力小于在C时的电场力

B.将正点电荷从A点移到。点，电场力做负功

C.负点电荷在A点的电势能小于在8点的电势能

D.止点电荷在8点的电势能大十在。点的电势能

答案：D

解析：如图为等差等势面，其疏密反应电场强度的大小，故A点电场强度大于C点电场

强度，根据b=”知，负点电荷在A点受到的电场力大于在。时的电场力，故A错误；将正

点电荷从4点移到C点，电势降低，正电荷电势能减小，电场力做正功，故B错误；4、B在

同一等势面上，电势能相等，故C错误；8点电势大于C点电势，正点电荷在8点的电势能

大于在C点的电势能，故D正确。故选D。

9.（多选）电缆周围的电场分布对电缆的电气化强度影响很大。如图所示为电缆终端危围

的电场分布情况，图中虚线为等势线，实线为电场线，下列说法正确的是（）

A.电场中b点的场强小于c点的电场强度

B.将一电子放在c点，电子的电势能为-30eV

C.将一质子由。点经方点移至c点，电场力先做正功后做负功

D.在8点由静止释放一带正电的粒子，粒子将沿电场线运动

答案：AB

解析；电场线的疏密表示电场强度的大小，b点疏密程度小于。点疏密程度，所以〃点的

场强小于c点的电场强度，故A正确；根据瓦=w，可知将一电子放在c点，电子的电势能

为瓦=-eX30V=-30eV,故B正确；由图可知为/><0,U加>0,可知将一质子由a点经力

点移至c点，电场力先做负功后做正功，故C错误；由于〃点电场线不是直线，所以在8点

由静止释放一带正电的粒子，粒子并不会沿电场线运动，故D错误。故选AB。

10.（多选）如图所示，实线为某静电场中的一簇电场线，其中过〃、氏c•三点的出场线为

一条直线，且b为ac的中点。虚线为某一带电粒子进入该电场后仅在电场力作用下的运动轨

迹，粒子依次通过三条电场线上的〃、氏e三处位置。下列说法中正确的是（）

A.该粒子带止电

B.带电粒子在e点的加速度大于它在4点的加速度

C.，活两点之间的电势差U心小于灰、两点之间的电势差UR

D.带电粒子从d点运动到e点的过程中电势能一直在减小

答案：AC

解析：带电粒子在静电场中做曲线运动，合力指向轨迹内侧，粒子仅受电场力作用，可知

带电粒子在/，点所受电场力方向水平向右，与电场强度方向相同，可知该带电粒子带正电，故

A正确；电场线分布的疏密程度反映了电场的强弱，d点附近电场线分布比e点的更密集，d

点的场强大于e点的场强，因此粒子在d点所受到的电场力大于在e点所受到的电场力，根据

F=Eq=ma,可知粒子在d点的加速度大于它在e点的加速度，故B错误；电场线分布的疏密

程度反映了电场的强弱，c点附近电场线分布比。点的更密集，则c点的场强大于。点的场强，

那么，力之间的平均电场强度小于庆•之间的平均电场强度，根据U=E4可知，，活两点之间

的电势差U而小于尻•两点之间的电势差外.，故C正确；根据上述可知，带电粒子从〃点运动

到e点的过程中，电场力对带电粒子做负功，则其电势能一直在增大，故D错误。故选AC。

11.带电荷量为+3X10-6c的粒子只在静电力作用下先后经过电场中的A、B两点,静

电力做功6X1。—4j,已知3点电势为50V,则

(1)A>8两点间的电势差是多少？

(2)A点的电势是多少？

(3)电势能变化了多少？

(4)动能变化了多少？

答案：(1)200V(2)250V

(3)减少了6X10-4j

(4)增加了6X10-4J

解析：(1)根据电场力做功与电势差的关系WAB=qUAB

可得A、8两点间的电势差

WAB6XJ0-4

UAR=R=3X106V=200Vc

(2)已知3点电势为50V,且有

UAB=(pA—(pB=200Vo

可得A点的电势为他1=250V。

(3)根据△EP=-WAB=-6X10-4j

可得电势能减少了6乂10-4j。

(4)根据动能定理可得

△反=肌。=6乂10-，

可知动能增加了6X