高三物理电势差电势试题

高三物理电势差电势试题

1. 将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W1＝6×10-9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移至无限远处，静电力做功W2＝7×10-9J，则M、N两点的电势φM、φN关系正确的是（ ）

A．φN φM >0

C．φM φN >0

【答案】A

【解析】由题意知，根据电场力做功，又，联立解得：，同理，，联立解得：，又因为W2大于W1，故φN

【考点】本题考查电场力做功、电势

2. 如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力，则下列说法正确的是

A．粒子可能带负电

B．粒子在P点的动能大于Q点动能

C．粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能

D．粒子在P点受到电场力大于Q点受到的电场力

【答案】B

【解析】

根据等势线与电场线垂直可画出电场线，确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧，粒子在P点的动能大于Q点动能，选项B正确；由于带电粒子只受电场力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变．根据A、B、C三条等势线的电势分别为3 V、5 V、7 V，可确定电场线方向偏向左侧，粒子带正电，粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，选项A、C错误；由于P点所在处等差等势面疏，电场强度小，所以粒子在P点受到电场力小于Q点受到的电场力，选项D错误．

3. 如图所示，长为L，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于匀强电场中，一带电荷量为＋q、质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端时速度仍为v0.则下列说法正确的是( )

A．小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能

B．由上述条件可以求得A、B两点的电势差

C．电场方向与AC垂直时，电场强度最大

D．电场方向与斜面平行时，电场强度最小

【答案】BD

【解析】小球从A到B动能不变，重力势能增加量等于电势能减小量，所以A错误．由于重力做功与电场力做功大小相等，所以mgh＝qUAB，A、B两点间电势差UAB＝，B正确．小球受重力、斜面的支持力和电场力作用，当电场力与重力沿斜面的分力相等，电场力沿垂直斜面方向的分力、重力沿垂直斜面方向的分力和支持力平衡时，小球就会做匀速运动，所以当电场力沿斜面向上时电场力有最小值，而电场力没有最大值，所以C错误，D正确．

4. 如图所示，在固定的带电小球A的正上方有一竖直的绝缘光滑细杆，细杆上套一个带电的小环，其内径略大于细杆的直径。小环在B处时有向下的加速度，若小球从B处开始以一定的初速下落，到C处速度恰好为零（在运动过程中，A、B电量不变）。则下列说法正确的是

A．小球和小环一定带异种电荷

B．小环在C点时加速度一定最大

C．小环在C点时电势能一定最小

D．小环在B、C连线中点时速度一定最大

【答案】B

【解析】因小环在B处时有向下的加速度，到C处速度恰好为零，所以小环在下落过程中受竖直向下的重力和竖直向上的库仑力，小球和小环带同种电荷，故A错误；库仑力的方向与运动方向相反，对小环一直做负功，由功能关系知，小环具有的电势能一直增加，所以小环在C点时电势能最大，故C错误；根据库仑定律，小环在下落过程中库仑力逐渐增大，小环先做加速度减小的加速运动后做加速度增大的减速运动，当合力为零，即加速度为零时速度最大，此位置距A球的距离不变，当初速度较大时速度最大位置在B、C连线中点的上方，当初速度较小时速度最大位置在B、C连线中点的下方，也可能在B、C连线的中点，故D错误；设小环距A的距离为ｒ由库仑定律得：，作出图象如图所示，设小环在关于合力为零的位置对称的上下两点时所受的合力分别为、，由图可知，，所以假设在合力为零的位置上方某位置由静止释放小环，加速时间一定大于减速时间，作出图象如图所示，在图象中图线的斜率表示小环的加速度，由图可知，小环在C点时加速度一定最大，故B正确．所以选B．

【考点】牛顿运动定律、功能关系的理解和应用、电场力做功、库仑定律．

5. a、b是x轴上的两个点电荷，电荷量分别为Q1和Q2，沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示.从图中可看出以下说法中正确的是

A．把带正电的检验电荷沿x轴由a移到b的过程中，电场力对该电荷先做负功后做正功

B．a、p间和p、b间各点的电场方向都指向p点

C．电势最低的p点的电场强度为零

D．a和b一定是同种电荷，但是不一定是正电荷

【答案】BC

【解析】P点的左侧电场方向向右，P点的右侧电场方向向左，知正电荷所受的电场力先向右后向左，电场力先做正功再做负功，故A错误，由上面的电场线知和之间各点的电场方向都指向P点，B正确，由图象可知，切线斜率表示电场强度的大小，就知道p处场强为零，且电势最低，故C正确，P点切线斜率为零，而图线的切线斜率表示电场强度的大小，则P点的电场强度为零．两电荷在P点的合场强为零，P点距离较远，根据点电荷的场强公式知，的电量大于的电量．从坐标x1到x2电势先减小后增大，因为沿电场线方向电势逐渐降低，知和一定是同种电荷，且都为正电荷．故D错误，

【考点】 匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势；电势能．

6. 如图所示，两个等量同种点电荷分别固定于光滑绝缘水平面上A、B两点。一个带电粒子由静止释放，仅受电场力作用，沿着AB中垂线从C点运动到D点（C、D是关于AB对称的两点）。下列关于粒子运动的v-t图像中可能正确的是（ ）

【答案】CD

【解析】据题意，如果该带电粒子从C点运动到D点，经过的电场强度可能是两种，一种是电场强度先正向减小后反向增加，则带电粒子受到的电场力先正向减小后反向增加，所以粒子先做加速度减小的加速运动再做加速度增加的减少运动，C选项正确；另外一种是电场强度先正向的增加再减小然后反向的先增加再减小，所受电场力也是先正向的先增加后减小然后反向的先增加后减小，则粒子做加速度增加的加速运动再做加速度减小的加速运动，然后做加速度增加的减少运动再做加速度减小的减速运动，所以D选项正确。

【考点】本题考查电场线的分布情况，特别是等量同种电荷的电场线分布情况，且电场线分布的疏密程度大致可以判断电场的强弱。

7. 如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量同种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是

A．A、B两处电势、场强均相同

B．C、D两处电势、场强均不同

C．在虚线CD上O点的场强最小

D．带负电的试探电荷在O处的电势能大于在C处的电势能

【答案】C 【解析】由于A、B两处的电势相同，场强大小相同，但方向不同，故A不对；C、D两处的电势相同，但场强不同，故B也不对；由于M、N两电荷在O点处形成的场强大小相等，方向相反，故该处的场强为零，所以C是正确的；由于带负电的试探电荷在C点受到向竖直向下的合力，故它由C点到O点的过程中，电场力做正功，电荷的电势能减小，故电荷在C点的电势能大于在O点的电势能，D是不对的。

【考点】静电场中场强及电势能大小的判断。

8. 把一个电荷量为的正电荷从距电场无穷远处移到电场中M点，电荷克服电场力做功，如果把该点电荷从距电场无穷远处移到电场中N点，电荷克服电场力做功．取无穷远处为零电势点，求：

(1)M、N点的电势是多少？

(2)M、N点的电势差是多少？把该点电荷从M点移到N点电场力做功是多少？

【答案】

【解析】(1)由题意可知，若将该电荷从M点和N点分别移到无穷远处，电场力应做正功，其值分别等于和，设O点为无穷远处，，则：

所以.

(2)M、N两点电势差

点电荷从M点移到N点，电场力做功

，电场力做正功．

【考点】电势差；电势；

点评：考查电势的定义及电势与电势差的关系，同时电势会体现电场能的一种性质

9. 化学变化过程中伴随着电子的得失，系统的电势能发生变化．则下列说法中正确的是：

A．中性钠原子失去电子的过程中系统的电势能增大．

B．中性钠原于失去电子的过程中系统的电势能减小．

C．钠离子和氯离子结合成氯化钠分子的过程中系统的电势能增大．

D．氯化钠分子电离为钠离子和氯离子的过程中系统的电势能减小．

【答案】A

【解析】在化学反应过程中，若夺电子，则代表原子对电子做正功，则系统电势能应该减少。反过来系统若失去电子，则电场力对电子做负功，电势能应该增加。因此A答案正确。根据化学反应知识，Na与Cl放热反应才会生成NaCl，因此电势能应该减少，才会转化为热量释放，C错。同理D答案错误。

【考点】电场力做功

点评：本题立意较新，将化学物理知识联系在一起，通过做功的角度理解电势能的变化，从而加深对夺电子，失去电子有一个新的视角理解问题。

10. a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，由此可知c点的电势为

A．4V B．8V C．12V D．24V 【答案】B

【解析】

根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd五等分，如图所示，则，故，故，故．，连接cf，则cf∥ae，故c点的电势．故选B

【考点】考查电势差与电势的关系

点评：本题难度中等，①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布．以上两点是解决此类题目的金钥匙

11. 平行板电容器充电后断开电源，现将其中一块金属板远离另一板平移一小段距离。此过程中电容器的电容C、两极板带电量Q、两板间电场强度E、两板间电压U随两板间距离d的关系，表示正确的是

【答案】C

【解析】根据电容器公式可知，d变大，则C变小，且成反比，所以A错。充好电之后断开电源，则Q保持不变，所以B错。根据可知，C变小，Q不变，所以U应变大，所以D错。可得，即E保持不变。

【考点】电容器的电容、电势差、电场强度

点评：此类题型考察了在电容器Q不变时，改变板间距离是如何改变其他物理量的分析过程

12. 如图所示，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球P，小球所处的空间存在着方向竖直向上的匀强电场，小球平衡时，弹簧恰好处于原长状态。现给小球一竖直向上的初速度，小球最高能运动到M点。在小球从开始运动到运动至最高点时，则（ ）

A．小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量

B．小球机械能的改变量等于电场力做的功

C．小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和

D．弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量

【答案】D

【解析】小球平衡时，弹簧恰好处于原长，故电场力与小球的重力等大反向，小球运动过程中电场力与小球的重力的总功为0，电势能的减少量与小球重力势能的增加量相等。小球机械能的改变量等于电场力做的总功，小球电势能的减少量与动能的减少量之和等于小球重力势能的增加量与弹簧弹性势能的增加量之和，所以，小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量，小球动能的减少量等于电场力、弹力和重力做功的代数和