高中物理专题练习电势

10.1 电势能和电势学习目标1．知道静电力做功的特点，了解静电力做功和电势能变化的关系。

2．掌握电势能、电势的概念、公式和性质。

3．知道什么是等势面，理解等势面的特点。

重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。

知识点一、静电力做功的特点1．静电力做功的推导如下图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点，求静电力对电荷所做的功。

（1）q沿直线从A移向B，静电力F＝qE，静电力与位移的夹角始终为θ，如上图甲所示。

W＝F·|AB|cos θ＝qE·|AM|。

（2）q沿折线AMB从A点移往B点，在线段AM上静电力做功W1＝qE·|AM|，在线段MB上，W2＝0。

W＝W1＋W2＝qE·|AM|。

（3）q沿任意曲线ANB，从A点移动到B点，如上图乙所示，与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|。

W＝qE·|AM|。

2．特点：（1）在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的初位置和末位置有关，与电荷经过的路径无关。

（2）正电荷顺着电场线方向移动时电场力做正功，负电荷顺着电场线方向移动时电场力做负功。

3．适用范围：该结论对于匀强电场和非匀强电场均适用。

知识点二、电势能1．概念：电荷在电场中具有的能叫做电势能，可用E p表示。

2．大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。

电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。

3．与电场力做功的关系：电势能之所以变化，是因为有电势能转化成其他形式的能，或者有其他形式的能转化为电势能。

能量的转化要通过做功来完成，电势能的改变唯一与电场力做功相联系，其关系是：静电力做的功等于电势能的减少量，用公式表示W AB＝E P A－E PB。

即电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。

4．电势能特点（1）W AB＝E P A－E PB既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场；既适用于正电荷，也适用于负电荷。

高中物理必修3电势差与电场强度的关系选择题专题训练姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、选择题（共22题）1、关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是：（）A．电场强度大的地方，电势一定高 B．电场强度相同之处，电势也一定相同C．电场强度为零处，电势一定为零 D．电场强度的方向是电势降低最快的方向2、关于电场强度和电势，下列说法正确的是（）A．由公式可知E与F成正比，与q成反比B．由公式U=Ed可知，在匀强电场中，E为恒值，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比C．电场强度为零处，电势不一定为零D．无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做功，它一定是从电势高处移到电势低处，并且它的电势能一定减少3、关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是( )A．电场强度大的地方，电势一定高B．电场强度不变，电势也不变C．电场强度为零时，电势一定为零D．电场强度的方向是电势降低最快的方向4、关于匀强电场电势差和场强的关系，正确的说法是：（）A、在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大B、任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积C、电势减小的方向必定是场强的方向D、沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等5、关于电场强度和电势，下列说法正确的是（）A．由公式可知E与F成正比，与q成反比B．由公式U=Ed可知，在匀强电场中，E为恒值，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比C．电场强度为零处，电势不一定为零D．无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做功，它一定是从电势高处移到电势低处，并且它的电势能一定减少6、关于点电荷所形成的电场，下列说法正确的是：（）A．以点电荷为球心的球面上，各点的场强相同B．离点电荷越远的地方，场强越小，即场强与距离成反比C．沿着正点电荷形成电场的电场线方向，场强越来越小D．沿着负点电荷形成电场的电场线方向，场强越来越小7、科学家在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法，下列叙述不正确的是[ A．法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法B．库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷e的数值C．用点电荷来代替实际带电的电荷是采用了理想化物理模型的方法D．场强表达式和电势差表达式都是利用比值法得到的定义式8、如下图所示，B．C．D三点都在以点电荷+Q为圆心，半径为R的圆弧上，将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做功是A．WAB ＞WACB．WAD＞WABC．WAC＞WADD．WAB=WAC9、某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势线。

高中物理测电源电动势和内阻实验练习题（含答案）一、实验题1．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。

（1）备有如下器材：干电池1节，量程合适的电压表和电流表，开关、导线若干，另外还有可供选择的滑动变阻器：A．滑动变阻器（0~1kΩ，额定电流2A）B．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）某同学按甲图原理进行实验，其中滑动变阻器应选；（只填器材前的序号）-图象如图乙所示，由图象可得电池的电动势为（2）根据实验数据画出的U IV，内电阻为Ω；2．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。

要求尽量减小实验误差。

（1）应该选择的实验电路是图中的（填“甲”或“乙”），电池的内阻测量值与真实值比较r测r真（填“>”“<”或“=”）。

-图像如图，由图像可知，测得的电动势E=V，内电阻（2）实验后得到U Ir=Ω。

3．某实验小组利用如图1所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻,备有下列器材: ①待测干电池①电压表，量程1.5V①电流表，量程3mA ①电流表，量程0.6A①滑动变阻器10Ω①滑动变阻器20Ω①开关一个,导线若干（1）电流表选，滑动变阻器选 .(填标号).（2）小组由实验数据作出的U-I图象如图2所示，由图象可求得电源电动势为V,内电阻为Ω.（3）测得的电动势真实值，测得的内电阻真实值.(填“＞”、“＜”或“＝”)4．在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V（0-3V，内阻约3kΩ）；电流表A（内阻为0.80Ω，量程为0.6A）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。

为了更准确地测出电源电动势和内阻。

请在图1方框中画出实验电路图。

在实验中测得多组电压和电流值，得到如图2所示的U-I图线，由图可得出该电源电动势E= V，内阻r= Ω。

（结果保留两位小数）参考答案：4． 1.50 0.20。

高中物理考题精选（36）——电势差电势1、一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该与位移x的关系如右图所示，直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep下列图象中合理的是（）答案 D 分析：粒子的电势能随位移变化的图象斜率对应粒子所受的静电力大小，故可知电场力、电场强度及粒子加速度随位移变化应该是越来越小，故A错，D对；粒子动能随位移变化的图象斜率对应粒子所受合外力的大小，而此时的合外力即为粒子所受静电力，故B错；粒子沿x轴的运动是一个加速度减小的加速运动，故速度与位移不一定是线性关系，C错。

2、如图所示，a、b为竖直方向上的电场线上的两点，一带电质点在a由静止释放，沿电场线方向向上运动，到b点速度恰好为零，下列说法中正确的是（）A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B、a点电势比b点的电势高C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D、a点的电场强度比b点的电场强度小答案 A 解析：A、由题意可知，带点质点受两个力，重力和电场力．，开始由静止向上运动，电场力大于重力，且方向向上．因为在一根电场线上，所以在两点的电场力方向都向上．故A正确；B、小球开始由静止向上运动，电场力大于重力，且方向向上．但由于小球的电性未知，不能判断电场线的方向，所以不能判断a、b两点电势的高低．故B错误．C、电场力做正功，电势能降低，所以带电质点在a点的电势能比在b点的电势能大．故C错误；D、在a点，电场力大于重力，到b点恰好速度为零，可知先加速后减速，所以b点所受的电场力小于重力．所以a点的电场强度比b点的电场强度大．故D错误．故选A3、如图所示，A、B为某电场中一条直线上的两个点，现将正点电荷从A点静止释放，仅在电场力作用下运动一段距离到达B点，其电势能E p随位移x的变化关系如图所示．从A到B过程中，下列说确的是（）A. 电场力对电荷一直做正功B. 电势一直升高C. 电荷所受电场力先减小后增大D. 电荷所受电场力先增大后减小答案 C 解析：A、电势能先减小后增大，则电场力做正功后做负功．故A错误．B、正电荷从A到B电场力先做正功，后做负功，则说明电场力方向变化，即电场线方向先向右，后向左，所以电势先降低后升高．故B错误．C、电势能E P随位移x的变化关系图象的斜率表示电场力的大小，因此电场力先减小后增大．故C正确，D错误．故选C．4、两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置变化规律的是图（）答案 A 解析：两个等量异号电荷的电场线如下图，根据“沿电场线方向电势降低”的原理，从左侧无穷远处向右电势应升高，正电荷所在位置处最高；然后再慢慢减小，O点处电势为零，则O点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，经过负电荷后，电势开始升高，直到无穷远处，电势为零；故B、C、D是错误的；A正确．故选A．5、如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30。

高中物理电势能练习题及讲解### 高中物理电势能练习题及讲解练习题一：一个电荷量为 \( q = 2 \mu C \) 的正电荷位于坐标原点，求距离原点 \( r = 3m \) 处的电势能。

解答：电势能 \( E_p \) 可以通过点电荷的电势能公式计算，公式为：\[ E_p = k \frac{qQ}{r} \]其中 \( k \) 是库仑常数，\( q \) 是电荷量，\( Q \) 是产生电场的电荷量，\( r \) 是电荷到参考点的距离。

将已知数值代入公式：\[ E_p = 8.99 \times 10^9 \frac{N \cdot m^2}{C^2} \times\frac{2 \times 10^{-6} C \times 2 \times 10^{-6} C}{3m} \] \[ E_p = 1.21 \times 10^{-3} J \]练习题二：两个点电荷 \( Q_1 = 5 \mu C \) 和 \( Q_2 = -3 \mu C \) 相距\( r = 0.1m \)。

求它们之间的库仑力大小和方向。

解答：库仑力 \( F \) 可以通过库仑定律计算，公式为：\[ F = k \frac{|Q_1 Q_2|}{r^2} \]将已知数值代入公式：\[ F = 8.99 \times 10^9 \frac{N \cdot m^2}{C^2} \times\frac{5 \times 10^{-6} C \times 3 \times 10^{-6} C}{(0.1m)^2} \]\[ F = 1.3485 \times 10^{-2} N \]由于 \( Q_1 \) 为正电荷，\( Q_2 \) 为负电荷，它们相互吸引，所以力的方向沿着它们连线的方向。

练习题三：一个电子（电荷量 \( e = -1.6 \times 10^{-19} C \)）在电场中从点 A 移动到点 B，电场强度 \( E = 500 N/C \)。

《电势能、电势、电势差》典型例题1、在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（）A、B、C、D、2、有一个带电量C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做J 的功．求A、C两点的电势差是多少？说明A、C两点哪点的电势较高．3、带电量为C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是；（2）A点的电势；（3）电势能的变化；（4）把电量为C的电荷放在A点的电势能．4、如图所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线方向向上运动，到b点恰好速度为零，下列说法中正确的是（）A．带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B．a点的电势比b点的电势高C．带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D．a点的电场强度比b点的电场强度大5、如图所示，在点电荷Q形成的电场中，把一个q=-2.0×10-8C的点电荷由无穷远处分别移到电场中的A、B、C三点，电场力做功分别是6.0×10-7J、4.0×10-7 J、1.0×10-7 J，以无穷远处为零电势点，这三点的电势分别是多少？若以B点为零电势点，三点的电势又分别是多少？6、如图所示，在同一条电场线上有A、B、C三点，三点的电势分别是φA=5V，φB=-2V，φC=0，将电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B电场做功多少？电势能变化了多少？若将该电荷从B移到C，电场力做功多少？电势能变化了多少？该点电荷在三点中哪一点时电势能最大？电势差学习目标 ： 1．理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与零点电势面位置的选取无关，熟练应用其概念及定义式：U AB =W AB /q 进行相关的计算。

一、单选题(选择题)1. 如图所示，ABCDEF是同一圆周上的六个点，O为圆心，AB、CD两直径相互垂直，EF连线与AB平行，两个等量正点电荷分别固定在A、B两点．下列说法中错误的是（）A．E、F两点的电势相同B．E、F两点的电场强度相同C．将一个电子在C点由静止释放，仅在电场力作用下该电子将在CD间做往复运动D．在C点给电子一个适当的初速度，仅在电场力作用下该电子可能做匀速圆周运动2. 如图所示，两个等量异种点电荷分别位于P、Q两点，P、Q两点在同一竖直线上，水平面内有一正三角形ABC，且PQ连线的中点O为三角形ABC的中心，M、N为PQ连线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是（）A．A、B、C三点的场强大小相等且方向相同B．A、C两点的电势相等且大于B点的电势C．M点场强小于A点场强D．将一正点电荷从N点移到B点，电场力做正功3. 如图所示，实线为某电场的电场线，虚线为带正电的粒子，仅受电场力作用下，从A点运动到B点的运动轨迹，下列说法正确的是（）A．该电场可能是负点电荷电场B．A点电势比B点电势高C．粒子在A点的加速度小于B点的加速度D．粒子从A点运动到B点的过程中，动能增加4. 关于静电场，下列说法正确的是（）A．只有体积小的带电体才能被看成点电荷B．电荷在电势高处电势能大，电势低处电势能小C．元电荷的数值与一个电子电荷量的数值相等，且带负电D．公式，适用于任何情况的静电场，且φ与E p和q均无关5. 如图，为某一点电荷Q的一条电场线，一电子以某一速度沿电场线由A点运动到B点的过程中，电势能减小，则（）A．场强大小E A＞E B B．场强大小E A＜E BC．场强方向由B指向A D．场强方向由A指向B6. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。

在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A．粒子带正电B．粒子在A点加速度小C．粒子在B点动能大D．粒子在A点电势能大7. 下列说法中正确的是( ).A．电场线密集处场强大，电势高B．沿电场线方向场强减小，电势降低C．在电势高处电荷具有的电势能也大D．场强为零处，电势不一定为零8. 如图所示，两等量异种点电荷固定在、两点，以、连线的中点为原点，沿、连线的中垂线建立轴。

高中物理《电势差、电场强度、电势、电势能》典型题练习(含答案)B．___越大，电势差越小C．电势差越大，___越小D．电势差与场强无关正确答案：C解析：在匀强电场中，根据公式E=U/d可知，电场强度E 与电势差U成反比关系，即电势差越大，场强越小；电势差越小，___越大。

因此选项C正确。

2、（电场强度和电势能的关系）在电场中，一个电子从A点移动到B点，电子所具有的电势能减少Δε，电子所受的电场力F做功W，电子从A点到B点的距离为d，则下列说法正确的是（）A．Δε=F/dB．Δε=F×dC．Δε=W/dD．Δε=W×d正确答案：C解析：根据电势能的定义，Δε = εB - εA，根据电场力做功的公式，W = Fd，因此Δε = W/d。

因此选项C正确。

B。

沿着电场线方向，同一距离上的电势降落是相等的。

电势降低的方向与场强方向相同。

同一距离上电势差大的地方场强也大。

2、在非匀强电场中，场强与电势差的关系可以用U=Ed 或E=U/d来定性分析。

如图1所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，点a、b的电势分别为φa=-50V和φb=-20V，则a、b连线的中点c的电势φ应该是（B）。

A。

φc=-35VB。

φc>-35VC。

φc<-35VD。

无法判断φc的高低3、在平行的带电金属板A、B之间，存在匀强电场。

如图2所示，两板间距离为5cm，两板间的电压为60V。

问题如下：1）两板间的场强是多少？2）电场中有P、Q两点，P点距离A板0.5cm，Q点距离B板0.5cm，求P、Q两点之间的电势差是多少？3）如果B板接地，P、Q两点的电势是多少？解答：1）根据E=V/d，场强E=60V/0.05m=1200V/m。

2）根据U=Ed，P点的电势为φp=-60V，Q点的电势为φq=0V，所以P、Q两点之间的电势差为φp-φq=-60V。

3）如果B板接地，它的电势为零。

由于P、Q两点在同一电势面上，因此它们的电势相等。

高二物理电势练习题电势是物理学中重要的概念之一，它描述了电场中的电荷所具有的能量状态。

在高中物理课程中，学生们需要掌握计算电势的方法和理解电势的意义。

以下是一些高二物理电势练习题，旨在帮助学生更好地理解和应用电势概念。

练习题一：一对电荷，电荷量分别为Q1 = 3μC和Q2 = -5μC，在真空中相距1m。

计算这两个电荷之间的电势能。

假设真空的介电常数为ε0 = 8.85 × 10^-12 C²/(Nm²)。

解：由于电势能是由电势引起的，我们首先需要计算电势差。

根据库仑定律，两个点之间的电势差可以表示为V = k(Q/r)，其中k 为库仑常数，k = 1 / (4πε0)，r为两点之间的距离。

首先，计算电势差V1，即Q1处的电势：V1 = k(Q1/r) = (1 / (4πε0)) * (3 × 10^-6 C) / (1 m) = 9 × 10^9 Nm²/C² * 3 × 10^-6 C / 1 m = 27 N·C^-1然后，计算电势差V2，即Q2处的电势：V2 = k(Q2/r) = (1 / (4πε0)) * (-5 × 10^-6 C) / (1 m) = -45 N·C^-1接下来，计算这两个电荷之间的电势能：电势能 = Q1 × V2 = (3 × 10^-6 C) × (-45 N·C^-1) = -135 × 10^-6 N·C = -135 μJ练习题二：一正点电荷Q放在空间中的坐标原点O处，其电势为0。

另一正点电荷q放在距离O点的P点，距离为d。

计算点P的电势。

解：根据电势定义，点P的电势可以表示为VP = k(Q/r) + k(q/r')，其中r 为OP的距离，r'为P点到电荷q的距离。

高中物理电势差练习题及讲解练习题一：一个点电荷 \( Q \) 位于原点，距离 \( Q \) 为 \( r \) 处的电势差是多少？答案：电势差 \( V \) 由公式 \( V = k \frac{Q}{r} \) 给出，其中 \( k \) 是库仑常数。

练习题二：两个点电荷 \( Q_1 \) 和 \( Q_2 \) 分别位于 \( x = 0 \) 和\( x = d \) 处，求 \( x = \frac{d}{2} \) 处的电势差。

答案：由于两个点电荷产生的电势差分别为 \( V_1 = k\frac{Q_1}{\frac{d}{2}} \) 和 \( V_2 = k\frac{Q_2}{\frac{d}{2}} \)，所以在 \( x = \frac{d}{2} \) 处的电势差 \( V \) 为 \( V = V_1 - V_2 = k \frac{Q_1 -Q_2}{\frac{d}{2}} \)。

练习题三：一个均匀带电的球体，其半径为 \( R \)，总电荷量为 \( Q \)，求球心处的电势差。

答案：对于均匀带电的球体，球心处的电势差 \( V \) 为 \( V = k\frac{Q}{R} \)。

练习题四：一个无限大均匀带电平面，其面电荷密度为 \( \sigma \)，求距离平面 \( d \) 处的电势差。

答案：无限大均匀带电平面产生的电势差 \( V \) 为 \( V = \frac{\sigma d}{2\varepsilon_0} \)，其中 \( \varepsilon_0 \) 是真空的电容率。

练习题五：一个带电圆环，其半径为 \( R \)，总电荷量为 \( Q \)，求圆环中心处的电势差。

答案：对于带电圆环，圆环中心处的电势差 \( V \) 为 \( V = k\frac{Q}{2R} \)。

讲解：电势差是描述电场中两点之间电势能差异的物理量。