10.2电势差 高中物理人教版（2019）必修第三册课时优化作业（含解析）

10.2电势差—高二物理人教版必修三课时优化作业1.太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，O为大圆的圆心，为上侧阳半圆的圆心，为下侧阴半圆的圆心，O、，在同一直线上，AB为大圆的直径且与连线垂直，C、D为关于O点对称的两点，在，两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，整个空间只有、处点电荷产生的电场。下列说法正确的是()A.C、D两点电势相等B.把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能先增加后减小C.把质子由A沿直线移到B的过程中，质子所受电场力先增加后减小D.将一电子(不计重力)从A点由静止释放，电子可以沿直线在AB间做往返运动2.空间中一静电场的某物理量在x轴上分布情况如图所示，其中，则()A.若为图像，则B.若为图像，则将一电子由A沿x轴移向B，电场力先做负功再做正功C.若为图像，则相同D.若为图像，在A自由释放一质子，其仅在电场力作用下运动到B，加速度先变小后增大3.某电透镜轴线上的电场强度E随位置x变化的关系如题2图所示，场强方向沿x轴正方向，为该电透镜轴线上的三点。下列说法正确的是()A.两点电势相等B.三点中，a点电势最低C.电子从b点运动到c点过程中，电场力做功为零D.电子仅在电场力作用下由静止开始从c点运动到a点，一直做加速运动4.如图所示为某电场等势面分布图，现用外力将一带负电的小物块由电场中的A点沿直线匀速移动到B点。下列说法正确的是()A.该电场可能是由孤立的点电荷产生B.A、B两点的电场强度大小满足C.小物块在A点附近比在B点附近电势能变化慢D.若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电场力先做负功后做正功5.如图所示，三条等势线上有a、b、c、d四点，若将一负电荷由c经a移到d，静电力做正功，若由c经b移到d，静电力做正功，则()A.， B.，C.， D.，6.高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针通过尖端放电，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的.如图所示是某时刻避雷针周围的电场线，.下列说法正确的是()A.电场强度B.电势C.电势差D.d处的正离子从静止释放只在电场力的作用下将沿电场线向着避雷针运动7.某静电场的电场线与x轴平行，电势φ随x坐标变化的关系图像如图所示。若将一带电的粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，在仅受电场力的作用下，该粒子在x轴上沿着轴线的正方向运动，则下列说法正确的是()A.该带电粒子一定带负电荷B.该电场可能是点电荷形成的电场C.在x轴上M点，电场强度大小为零D.该粒子沿x轴从O点到N点的过程中，电势能一直减小8.为真空中等量异种点电荷的电场中的两点，如图所示。两点的电场强度大小分别为、，电势的高低分别为、。下列说法正确的是()A.， B.，C.， D.，9.如图，A、B是电场中的两点，下列说法正确的是()A.A点电势低于B点 B.A点电势高于B点C.A点电场强度小于B点 D.A、B两点的电场强度相等10.如图所示，两个等量异种点电荷和分别固定于a、b两点，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点.现将一个带正电的试探电荷从c点由静止释放，下列说法正确的是()A.释放后试探电荷将向a点运动 B.释放后试探电荷的电势能越来越大C.该电场为匀强电场 D.d、c、e三点的电势大小关系为11.一对等量点电荷位于平面直角坐标系xOy的一个轴上，它们激发的电场沿x、y轴方向上的场强和电势随坐标的变化情况如图中甲、乙所示，甲图为y轴上各点场强随坐标变化的图像，且以y轴正方向为场强的正方向。乙图为x轴上各点电势随坐标变化的图像，且以无穷远处电势为零。图中为轴上关于原点O的对称点，根据图像可判断，下列有关描述正确的是()A.是一对关于原点O对称的等量负点电荷所激发的电场，电荷位于y轴上B.是一对关于原点O对称的等量异种点电荷所激发的电场，电荷位于x轴上C.将一个正试探电荷从y轴上a点由静止释放，它会在aOb间往复运动D.将一个正试探电荷从x轴上c点由静止释放，它会在cOd间往复运动12.如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且。下列说法正确的是()A.P点电场强度比Q点电场强度大B.P点电势与Q点电势相等C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变13.如图所示，在x轴上的M、N两点分别固定电荷量为和的点电荷，x轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示，P点为曲线最低点，Q点位于PN之间，间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是()A.大于，且和均带负电B.M点的左侧不存在与Q点场强相同的点C.P点的电场强度最大D.M点的左侧一定有与P点电势相同的点14.空间中两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，两点附近电场的等势面分布如图所示，为电场中的4个点，则()A.两点处的电荷等量同种 B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势 D.负电荷从a到c，电势能减少15.如图所示，在等边三角形ABC所在平面内有一匀强电场，将带正电的点电荷从A点移到B点和从B点移到C点，电场力均做负功且数值相同，D是AC的中点。下列说法正确的是()A.B点的电势等于D点的电势 B.A点的电势等于C点的电势C.电场的方向由A指向C D.电场的方向由B指向D

答案以及解析1.答案：C解析：A.在，两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，设处为正点电荷，处为负点电荷，由于C点靠近正点电荷，D点靠近负点电荷，则C点电势高于D点电势，故A错误；B.AB为等量异种电荷连线的中垂线，根据等量异种电荷电势分布特点可知，中垂线为一等势线，所以把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能保持不变，故B错误；C.根据等量异种电荷中垂线电场分布特点可知，O点为中垂线上场强最大的点，则把质子由A沿直线移到B的过程中，场强先变大后变小，质子所受电场力先增加后减小，故C正确；D.由于根据等量异种电荷中垂线上的场强方向与中垂线垂直，所以将一电子(不计重力)从A点由静止释放，在A处受到的电场力与AB直线垂直，电子不可能沿直线在AB间做往返运动，故D错误。故选C。2.答案：D解析：A、若为图象，由图象知，A到B电场强度一直是负值，表明电场方向一直是沿x轴负方向，沿电场线方向电势逐渐降低，因此A到B电势是升高的，则，故A错误；B.A、B之间电场方向一直是沿x轴负方向，电子受到的电场力方向指向x轴正方向，所以电场力一直做正功，故B错误；C.若为图象，其斜率代表电场强度，则A、B两点电场强度大小相等，但方向相反，故C错误；D.若为图象，A到O电势降低，电场方向指向x轴正方向，在A点静止释放质子所受电场力方向指向x轴正方向，质子将向x轴正方向运动，由图象斜率变化可知电场强度先变小，在O点为零，O到B过程电场反向逐渐变大，所以质子的加速度先变小后变大。故选：D。3.答案：D解析：由可得，图像的面积代表电势差，可知b、c两点的电势差不为零，选项A错误；场强方向沿x轴正方向，由图知，a、b、c三点中a点电势最高，选项B错误；电子从b点运动到c点过程中，其所受电场力始终沿x轴负方向，电场力始终做负功，选项C错误；该过程中，电子所受电场力始终由c点指向a点，电子一直加速，选项D正确；故选D。4.答案：B解析：A.由孤立的点电荷产生的等势面，形状为同心圆，题中的电场等势面形状为椭圆，故该电场不可能是由孤立的点电荷产生，故A错误；B.电场等差等势面越密，电场强度越大，故A、B两点的电场强度大小满足故B正确；C.A点附近电场等势面密，电势变化快，则小物块在A点附近比在B点附近电势能变化快，故C错误；D.若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电势先减小后增大，电场力先做正功后做负功，故D错误。故选B。5.答案：D解析：将一负电荷由c经a移到d，静电力做正功为，由c经b移到d，静电力做正功为，则有，电场力对负电荷做正功时，电势升高，则，故选D。6.答案：C解析：A.a点的电场线密集，所以故A错误；B.沿着电场线方向，电势越低，所以故B错误；C.根据当d一定时，电场强度越大，电势差越大，根据图可知，ab之间的电场强度大于bc之间的电场强度，所以故C正确；D.正离子受到的电场力与电场方向相同，由于不是匀强电场，所以d处的正离子从静止释放只在电场力的作用下不会沿电场线向着避雷针运动，故D错误。故选C。7.答案：D解析：A.由图像可知，电势沿x轴正向电势逐渐减低，可知电场线沿x轴正向，粒子在x轴上沿着轴线的正方向运动，则该粒子带正电，选项A错误；B.图像的斜率等于场强，可知该电场为匀强电场，不可能是点电荷形成的电场，选项B错误；C.图像的斜率等于场强，可知在x轴上M点，电场强度大小不为零，选项C错误；D.该粒子沿x轴从O点到N点的过程中，电场力做正功，则电势能一直减小，选项D正确。故选D。8.答案：B解析：电场线分布的疏密程度能够表示电场的强弱，a位置电场线分布比b位置稀疏一些，则有等量异种点电荷连线的对称点的电势相等，而沿电场线电势降低，可知故选B。9.答案：B解析：AB.沿着电场线电势逐渐降低，所以A点电势高于B点电势，故A错误,B正确；CD.电场线的疏密表示电场的强弱，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，故CD错误。故选B。10.答案：D解析：等量异种点电荷的电场的分布特点如图所示：试探电荷在连线上受到的电场力方向由a指向b，所以释放后向b点运动，故A项错误；试探电荷释放后，电场力对其做正功，电势能转化为动能，电势能越来越小，故B项错误；电场线的密集程度代表电场强度的强弱，从图中可知该电场不是匀强电场，故C项错误；沿着电场线方向电势减小，所以，由于两点所在的直线为等势线，所以，故D项正确。11.答案：C解析：因x轴上各点的电势均小于零，且图线关于y轴对称，表明是一对等量负电荷激发的电场，又图像中y轴正方向场强为负，y轴负方向场强为正，表明这一对负电荷在x轴上关于原点对称，故A、B错误；一个正试探电荷从y轴上a点由静止释放，它从a点向O点先做加速度逐渐增大的加速运动，后做加速度逐渐减小的加速运动，越过原点后先做加速度逐渐增大的减速运动，后做加速度逐渐减小的减速运动，到达b点时恰好速度为零，此后又变加速运动到a点，故C正确；将一个正试探电荷从x轴上c点由静止释放，它将直接向在x轴负方向上的负电荷运动并结合，故D错误。12.答案：C解析：A.由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度大小相等，A错误；B.由沿电场线方向电势越来越低知，P点电势高于Q点电势，B错误；CD.由电场叠加得P点电场强度若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P点电场强度大小也变为原来的2倍，同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍，而PQ间距不变，根据定性分析可知P、Q两点间电势差变大，C正确，D错误。故选C。13.答案：D解析：A.从坐标M到N电势先减小后增大，根据点电荷场强公式得的电荷量一定大于的电荷量，根据场强方向得出两电荷一定是正电荷，故A错误；B.根据点电荷形成的场强的特点，M点的左侧到无穷远处电场为0，且M点左侧与Q点电场方向均向左，则一定存在与Q点场强相同的点，故B错误；C.图线的切线斜率表示电场强度的大小，可知P处场强为零，故C错误；D.M点的左侧到无穷远处电势为0，故一定有与P点电势相同的点，故D正确。故选D。14