2023-2024學年高二上物理：電勢能和電勢（附答案解析）

2023?2024學年高二上物理：10」電勢能和電勢B.E∕?>EB>EC

C.A、B、C三點電勢φA=<pB>φc

一.選擇題（共8小題）

D.AxB×C三點電勢φA>φB>φc

1.如圖所示，ABCD是勻強電場中一正方形的四個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為φA=15V,φB=3V,

5.一帶負電的粒子只在電場力作用下沿X軸正向運動，其電勢能EP隨位移X變化的關系如圖所示，其中0?X2

φc=-3V,由此可得D點電勢為（）

段是關于直線X=Xl對稱的曲線，X2?X3段是宜線，則下列說法正確的是（）

Λr.................D

B'.................2C

A.6VB.9VC.12VD.15V

2.如圖所示，處于真空的點∣ll荷a、b、c、d的電荷量分別為+q、+q、-q、-q,四邊形abed為菱形，Na=60°.1、

0X|XjXiX

2、3、4分別為所在邊的中點，其對應邊的電場強度大小分別為Ei、E2、E3、E4,對應的電勢分別為φi?φi.

A.Xi處電場強度最小，但不為零

（P3、φ4,則下列說法正確的是（）

B.粒子在。?X2段做勻變速運動，X2?X3段做勻速直線運動

C.在0、XI、X2、X3處電勢φθ、φi,<p2,（p3,的關系為φ3>φ2=φo>φi

D.X2?X3段的電場強度大小方向均不變

6.下列哪組物理量的正負號表示的涵義一致（）

A.某物體速度變化-3m∕s,某力對物體做功-3J

C.El=E3、φi>φ3D.E2=E4>φ2>φ4

B.某力對物體做功?3J,某電荷在電場中也勢能為-3J

3.如圖所示，在勻強電場中有一平行四邊形ABCD,已知A、B、C三點的電勢分別為ψA=10V?φB=8V.φc

C.某物體加速度為-3m∕s2,某電荷在電場中受力-3N

=2V,則D點的電勢為（）

D.某物體的重力勢能為-3J,某力對物體做功-3J

A

/'i77.真空中某點電荷的等勢面示意如圖，圖中相鄰等勢面間電勢差相等。下列說法正確的是（）

Dl.......

A.8VB.6VC.4VD.IV

4.球殼內(nèi)部球心放?個電量為+Q的點電荷，球殼內(nèi)有A點，殼壁中有B點，殼外有C點，下列說法正確的是

（）

A.該點電荷一定為正電荷

B.P點的場強一定比Q點的場強大

C.P點的電勢一定比Q點的電勢高

D.正檢驗電荷在P點比在Q點的電勢能大

A.A、B兩點場強都為零

8.如圖所示，M、N為真空中同一電場線上的兩點。一帶電粒子在電場中只受電場力作用，以速度Vl經(jīng)過M點A.a點電場強度與b點電場強度相同

向下運動，一段時間后返回，以速度V2經(jīng)過N點向上運動，則（）B.a點電場強度與C點電場強度相同

C.f點電勢等于i點電勢

D.f點電勢高于h點電勢

11.如圖，距離為2L的A,B兩點分別固定有等量異種點電荷+Q、-Q°O是AB的中點，OCD是以B為圓心、

L為半徑的半圓°E是AB延長線上的一點，DE間的距離為L。將一正點電荷q從E點沿EDCO移動到O點,

A.粒子一定帶正電則下列說法正確的是（）

B.速度V2一定大于VI

C.M點的電勢?定比N點的高

D.粒子在N點的電勢能一定比在M點的大

二.多選題（共4小題）

9.一對等量異種電荷固定于X坐標軸上，其中正電荷位于坐標原點0,負電荷位于Xi處，無窮遠處的電勢為零,K----IL——H<-L→∣<-L→∣

則沿X軸方向上的場強E、電勢φ分布正確的是（）

A.從E到D的過程中，電荷q的電勢能一直減小

B.從E到D的過程中，電荷q受到的電場力先減小后增大

C.從D到O的過程中，電荷q的電勢能?直增加

D.從D到0的過程中，電荷q受到的電場力先增大后減小

12.如圖所示，兩個距離較大、帶等量正電荷的小球之間連有絕緣的光滑硬質(zhì)桿，O是桿的中點，a、b是桿上關

于O點對稱的兩點。一質(zhì)量為m的均勻帶正電的圓環(huán)套在桿上，圓環(huán)的帶電荷量很少，不影響點電荷產(chǎn)生的

電場的分布，環(huán)的內(nèi)徑略大于桿的外徑。若圓環(huán)經(jīng)過a點時，有向右的速度V,則圓環(huán)從a運動到b的過程中，

下列說法正確的是（）

ΘC?:?

10.如圖所示，空間有兩個等量異號點電荷，點a、b、c、d為關于其連線和中垂線對稱的一矩形的四個頂點,aOnba

點f、g、h、i到兩點電荷距離分別相等，則下列說法正確的是（）

A.圓環(huán)到達b的速度仍為V

B.圓環(huán)對桿的壓力先減小后增大

C.圓環(huán)的加速度先增大后減小

D.圓環(huán)的電勢能先減小后增大

三.計算題（共I小題）

13.如圖中A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點。已知A、B、C三點的電勢分別為φA=15V,φβ

=3V,φc=-3V,求：

（1）AC的三等分點F點電勢φκ;

（2）D點電勢φD?

四.解答題（共2小題）

14.如圖，根據(jù)電場線判斷電場中兩點電勢的高低：

（I）M、N是同一條電場線上的兩點，哪點電勢高？

（2）M、P是同一電場中不在同一條電場線上的兩點，哪點電勢高？

15.將一不帶電空腔導體球殼放入點電荷q所產(chǎn)生的電場中，球心O與電荷q距離為d.求:

（1）導體上的感應電荷在球心處產(chǎn)生的電場強度及球心處的電勢；

（2）若將導體球接地，導體球上的凈電荷為多少？

2023-2024學年高二上物理：10.1電勢能和電勢故選：Co

3.如圖所示，在勻強電場中有一平行四邊形ABCD,已知A、B、C三點的電勢分別為φ,A=10V?（pB=8V、φc

參考答案與試題解析

=2V,則D點的電勢為（）

選擇題（共8小題）

I.如圖所示，ABCD是勻強電場中?正方形的四個頂點，已知A、B、C-:點的電勢分別為φA=l5V,φij=3V,

φc=-3V,由此可得D點電勢為（）

Dl..................達

A............-,D

rA.8VB.6VC.4VD.IV

【解答】解：由于電場是勻強電場，則UAB=UDC,

B'..............."C即φA-φβ=φD-φc.

A.6VB.9VC.I2VD.I5V得φD=4V,所以C選項正確。

【解答】解：連接AC,將AC三等分，標上三等分點E、F,則根據(jù)勻強電場中沿電場線方向相等距離，電故選：Co

勢差相等可知，E點的電勢為3V,F點的電勢為9V.連接BE,則BE為一條等勢線，根據(jù)幾何知識可知，4.球殼內(nèi)部球心放一個電量為+Q的點電荷，球殼內(nèi)有A點，殼壁中有B點，殼外有C點，下列說法正確的是

DF〃BE,則DF也是一條等勢線，所以D點電勢UD=9V.故B正確，ACD錯誤;（）

故選：Bo

A.A、B兩點場強都為零

2.如圖所示，處了真空的點電荷a、b、c、d的電荷量分別為+q、+q、-q、-q,四邊形abed為菱形，∕a=60°.1、

B.E?>EB>EC

2、3、4分別為所在邊的中點，其對應邊的電場強度大小分別為Ei、E2、E3、E4,對應的電勢分別為φs（p2、Z

C.A、B、C三點電勢φA=（pB>φc

D.A>B、C：點電勢φA>φB>φc

【解答】解：A、+Q在球殼內(nèi)外表面感應出等量的異種電荷，即球殼內(nèi)為-Q,球殼外為+Q且均勻分布?？?/p>

近球心處的場強大、遠離球心處的場強小，A、C兩點場強都不為零。處于靜電平衡的導體內(nèi)部場強處處為零，

所以B點的電場強度等于0,所以EA>EC>EB.故A錯誤，B錯誤：

C、+Q在球殼內(nèi)外表面感應出等量的異種電荷，即球殼內(nèi)為-Q,球殼外為+Q且均勻分布。這時候的電場線

C.EI=E3、φι>φ3D.E2=E4、φ2>φ4

分布的特點，在球殼的內(nèi)外的場強和沒有球殼一樣的。結合沿電場線的方向電勢降低可知A、B、C三點電勢

【解答】解：ac和bd都是等量異種電荷，電場的分布對稱，所以合電場也具有對稱性，則知El=E3、E=

2φA>φB>巾c.故C錯誤，D正確

故選：Do

在a、d組成的電場中，4的電勢為零，2的電勢是負值，1的電勢比3的電勢高。在b、C組成的電場中，2

5.一帶負電的粒子只在電場力作用下沿X軸正向運動，其電勢能EP隨位移X變化的關系如圖所示，其中。?X2

的電勢為零，4的電勢是正值，1的電勢比3的電勢高，由電場的疊加原理得知φ4>φ2,φι>φ3o

段是關于直線X=Xl對稱的曲線，X2?X3段是直線，則下列說法正確的是（）

的方向與正方向相反，故C正確；

D、某物體的重力勢能為-3J,負號表示該物體在零勢能面的下方，某力對物體做功是-3J,負號表示力對物

體做負功，故D錯誤；

故選：Co

7.真空中某點電荷的等勢面示意如圖，圖中相鄰等勢面間電勢差相等。下列說法正確的是（）

B.粒子在O?X2段做勻變速運動，X2?X3段做勻速直線運動

C.在0、xi、X2、X3處電勢φθ?φι,φ2,φ3,的關系為φ3>φ2=φo>φι

D.X2?X3段的電場強度大小方向均不變

1解答】解：A,根據(jù)電勢能與電勢的關系：E=qφ,場強與電勢的關系：E=笑，得：E=>竺?,由數(shù)學

p該點電荷一定為正電荷

AXqΔXA.

點的場強一定比點的場強大

知識可知EP-X圖象切線的斜率等于XI處切線斜率為零，則知XI處電場強度為零，故A錯誤。B.PQ

C.P點的電勢一定比Q點的電勢高

BD、由圖看出在。?Xi段圖象切線的斜率不斷減小，由上式知場強減小，粒子所受的電場力減小，加速度減

D.正檢驗電荷在P點比在Q點的電勢能大

小，做非勻變速運動。Xl?X2段圖象切線的斜率不斷增大，場強增大，粒子所受的電場力增大，做非勻變速

【解答】解：ACD,由于題中P、Q兩點的電勢的大小關系不確定，所以無法確定電場線的方向，則沒有辦法

運動。X2?X3段斜率不變，場強不變，即電場強度大小和方向均不變，是勻強電場，粒子所受的電場力不變，

確定點電荷的電性，正檢驗電荷在P、Q兩點的電勢能的大小也無法確定，故ACD錯誤；

做勻變速直線運動，故B錯誤，D正確。

B、根據(jù)等勢面的疏密程度可知，P點的電場強度大于Q點的電場強度，故B正確C

C、根據(jù)電勢能與電勢的關系：Ep=qφ,粒子帶負電，q<0,則知：電勢能越大，粒子所在處的電勢越低，所

故選：B,.

以有：φi>φ2=φθ>φ3.故C錯誤。

8.如圖所示，M、N為真空中同一電場線上的兩點。一帶電粒子在電場中只受電場力作用，以速度Vl經(jīng)過M點

故選：D。

向下運動，一段時間后返回，以速度V2經(jīng)過N點向上運動，則（）

6.下列哪組物理量的正負號表示的涵義一致（）

以

A.某物體速度變化-3m∕s,某力對物體做功-3J

B.某力對物體做功-3J,某電荷在電場中電勢能為-3JI

I

Jvlth

C.某物體加速度為-3m∕s2,某電荷在電場中受力-3N

I

D,某物體的重力勢能為-3J,某力對物體做功-3J

A.粒子一定帶正電

【解答】解：A、物體速度變化是-3m∕s,負號表示物體速度變化方向與正方向相反，某力對物體做功是-3J,

B.速度V2一定大于Vl

負號表示力對物體做負功，故A錯誤；

C.M點的電勢一定比N點的高

B、某力對物體做功是-3J,負號表示力對物體做負功，某電荷在電場中電勢能為-3J,負號表示該電荷相對

D.粒子在N點的電勢能一定比在M點的大

于零勢能面位置所具有的能量為-3J,故B錯誤；

【解答】解：A、由題知，帶電粒子先向下減速到速度為零，后又反向做加速運動，所以粒子受到的電場力方

C、某物體的加速度為-3nιH,負號表示加速度方向與正方向相反，某電荷在電場中受力-3N,負號表示力

向向上，由于不知道電場線的方向，因此不知道粒子的電性，故A錯誤：

B、帶電粒子向下過N點的速度大小與向上過N點的速度大小是相等的,均是V2,又粒子由M到N是減速的，

-----L--1?

所以V1>V2,故B錯誤；

Cs由于不知道電場線的方向，所以M與N點電勢的高低無法確定，故C錯誤；

D、粒子由M到N點，電場力做負功，又根據(jù)電場力做負功，粒子的電勢能增加，所以粒子在N點的電勢能

一定比在M點的電勢能大，故口正確；

A.a點電場強度與b點電場強度相同

故選：D。

B.a點電場強度與C點電場強度相同

二.多選題（共4小題）

C.f點電勢等于i點電勢

9.一對等量異種電荷固定于X坐標軸上，其中正電荷位于坐標原點0,負電荷位于Xi處，無窮遠處的電勢為零，

D.f點電勢高于h點電勢

則沿X軸方向上的場強E、電勢φ分布正確的是（）

【解答】解：A、由等量異種電荷形成的電廠可知，a、b兩點場強大小相等，方向不同，故A錯誤；

B、由于a點距離正電荷的距離與C點距離負電荷的距離相等，故二者場強大小相等，二者場強方向均指向右

上方，故方向相同，故B正確；

C、f點在正電荷附近.i點在負電荷附近，電場線由正電荷出發(fā)指向負電荷，沿電場線方向電勢降低，故f點

電勢高于i點電勢，故C錯誤；

D、將一正電荷從f點移動到。點電場力所做的功大于將?正電荷從h點移動到。點電場力所做的功，已知。

點電勢為零，故f點電勢高于h點電勢，故D正確，

故選：BDn

11.如圖，距離為2L的A,B兩點分別固定有等量異種點電荷+Q、-Q。O是AB的中點，OCD是以B為圓心、

L為半徑的半圓。E是AB延長線上的一點，DE間的距離為L0將一正點電荷q從E點沿EDCO移動到O點，

【解答】解：AB、已知等量異種電荷形成的電場中，由點電荷形成的場強公式可得：E=k%則越靠近點

則下列說法正確的是（）

電荷，場強越大，則在正電荷和負電荷附近處，場強最大，在連線中點處場強最小，但連線中點處場強不為

零，故A正確，B錯誤；

CD、已知在電場中，沿電場線方向電勢降低，故電場線是從正電荷指向負電荷，即從0點處指向Xi處，電

勢越來越低，故C正確，D錯誤：

故選：AC

oK----2L——>∣<-I→∣÷-L→?

10.如圖所示，空間有兩個等量異號點電荷，點a、b、c、d為關于其連線和中垂線對稱的一矩形的四個頂點，

A.從E到D的過程中，電荷q的電勢能一直減小

點f、g、h、i到兩點電荷距離分別相等，則下列說法正確的是（)

B.從E到D的過程中，電荷q受到的電場力先減小后增大

C.從D到O的過程中，電荷q的電勢能?宜增加

D.從D到0的過程中，電荷q受到的電場力先增大后減小

【解答】解:D.圓環(huán)的電勢能先減小后增大

【解答】解：A、因ab兩點電勢相等，圓環(huán)在兩點的電勢能相同，則根據(jù)能量關系可知，圓環(huán)到達b的速度

仍為V,故A正確：

B、ab連線上的電場強度方向始終在水平方向上，在豎直方向上，圓環(huán)時桿的壓力等于其重力，?直保持不變，

故B錯誤：

C、圓環(huán)受電場力先減小后增加，可知圓環(huán)的加速度先減小后增大，故C錯誤；