第二节 电势以及电势能大小判断-2024-2025学年高二上学期物理专项训练

第二节电势高低以及电势能高低判断方法需要掌握的内容判断电势高低的方法有哪些？电势符号φ单位（V)（1）沿电场线方向电势降低（最快）。（2）靠近正电荷电势高靠近负电荷电势低。（3）通过电势为零的等势面划分区域，电势正的高负的低。等势面上电势相等，等势面与电场线互相垂直，电场线为直线等势面也为直线。（4）根据公式φ=kQr（5）通常取无穷远以及大地电势为零。2.通过定义判断电势能高低。电势能符号Ep单位（J）根据公式Ep=φq来判断电势能高低，电势能以及电势都是矢量，值的正负与大小有关，判断电势能高低时要考虑q的正负，当电势升高q为正电荷时，电势能升高，q为负电荷时，电势能降低。3.通过电场力做功判断电势能高低。电场力做正功电势能降低，电场力做负极功电势能升高。当力与速度夹角为锐角时做正功，力与速度夹角为钝角时做负功，直角不做功。经典习题单选题1．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）A．电场强度大的地方电势一定高B．场强大小相同的点电势不一定相同C．场强为零的地方电势也一定为零D．电势为零的地方场强也一定为零单选题2．关于电场下列说法正确的是（

）A．电场线是真实存在的物质B．试探电荷在电场中受到的电场力总是与场强方向是相同的C．在电势为2V的等势面上，电荷量为1C电荷的电势能要比电荷量为-2C电荷的电势能小D．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0多选题3．关于场强和电势的说法中，正确的是（

）A．在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷所经过的路径上各点的场强一定为零B．电场强度的方向就是电势降落最快的方向C．两个等量正电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，场强越来越小D．两个等量异种电荷的电场中，对于两电荷连线的中垂线上各点：电势均相等，中点场强最大，沿连线的中垂线向外，场强越来越小多选题4．如图所示，两个互相垂直的平面和，其交线上的点和点有等量同种点电荷，是的中点，是平面上的一点，是平面上的一点，和均垂直于，且，则下列说法不正确的是（）

A．、两点的电势相同，场强相同 B．、两点的电势不相同，场强相同C．、两点的电势相同，场强不相同 D．、两点的电势不相同，场强不相同多选题5．在如图所示的4种情况中，a、b两点的场强相同，电势不同的是（）A．带电平行板电容器两极板间的a、b两点B．离点电荷等距的a、b两点C．达到静电平衡时导体内部的a、b两点D．两个等量异种电荷连线上，与连线中点O等距的a、b两点单选题6．图（a）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图（b）为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，下列说法错误的是（）

A．P点电势比M点的高B．P点电场强度大小比M点的小C．M点电场强度方向沿z轴正方向D．带正电的粒子沿x轴正方向运动时，电势能减少单选题7．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（）A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D．带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小单选题8．如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为．下列判断正确的是A． B．C． D．单选题9．如图所示，虚线abc代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（）A．三个等势面中，a的电势最低B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C．带电质点通过P点时的动能较通过Q点时大D．带电质点通过P点时的加速度较通过Q点时小单选题10．如图所示为一电场等势面的分布情况。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B为轨迹上的两点，则（）A．带电粒子带负电B．带电粒子在A点的加速度小于B点的加速度C．带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能D．若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿等势面d运动单选题11．如图所示，实线为某电场的电场线，虚线为等势面，A、B为电场线上的两个点，下列判断正确的是（）

A．A点的场强比B点的场强小B．A点电势比B点电势高C．带正电的检验电荷从A点移动到B点电势能增加D．带负电的检验电荷从A点移动到B点动能减少单选题12．一个负电荷从电场中的B点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到A点，它运动的速度—时间图像，如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的（）A． B．C． D．多选题13．有一带电粒子沿图中的AB曲线穿过一匀强电场，a、b、c、d均为匀强电场中的等势面，且电势，若不计粒子所受重力，那么（）

A．粒子一定带负电B．粒子的运动轨迹是抛物线C．从A点运动到B点粒子的电势能增加D．粒子的动能和电势能之和在运动过程中保持不变单选题14．某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒（重力不计）的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，C点与B点关于放电极对称，下列说法正确的是（）

A．A点电势高于B点电势B．A点电场强度小于C点电场强度C．烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能D．烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能单选题15．如图所示的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动。下列说法正确的是（）A．圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度可能先增大后减小B．圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度可能先增大后减小C．增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动D．将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动单选题16．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点，关于a、b两点的电场强度和电势，下列说法正确的是A．甲图中a、b两点电场强度相同，电势也相等B．乙图中a、b两点电场强度相同，但电势不等C．丙图中a、b两点电场强度不同，但电势相等D．丁图中a、b两点电场强度相同，电势也相等单选题17．如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异种电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有（）A．电场中A点电势高于B点B．转动中A球电势能变化量大于B球电势能变化量C．该过程静电力对两小球做功相等D．该过程两小球的总电势能增加

答案第二节1．B【详解】A．沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线密的地方，电场强度大，电场线疏的地方电场强度小；电势高的地方电场强度不一定大，电场强度大的地方，电势也不一定高，故A错误；B．在匀强电场中，场强处处相等，但沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以场强大小相同的点电势不一定相同，故B正确；C．场强为零的地方电势不一定为零，电势为零是人为选取的。故C错误；D．电势为零是人为选取的，则电势为零的地方场强可以不为零，故D错误。故选B。2．D【详解】A．电场是真实存在的物质，电场线是为了形象描述电场，人为假想的，不是真实存在的物质，故A错误；B．正的试探电荷在电场中受到的电场力与场强方向相同，负的试探电荷在电场中受到的电场力与场强方向相反，故B错误；C．根据电势能表达式在电势为2V的等势面上，则电荷量为1C电荷的电势能要比电荷量为-2C电荷的电势能大，故C错误；D．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0，故D正确。故选D。3．BD【详解】A．等势面和电场线相互垂直，在等势面上移动电荷电场力不做功但电场强度不为0，A选项错误；B．据可知电场强度方向就是电势降落最快方向，故B选项正确；C．两个等量正电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，而场强先增加后减小，故C选项错误；D．两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线有如下特征：中垂线为等势线，连线上各点的电势相等，中间电场线比较密，两边疏，则连线中点场强最大，向外逐渐减小，故D正确。故选BD。4．ABD【详解】、两点的点电荷为等量同种点电荷，、两点离点电荷的距离相等，根据电势的叠加知、两点的电势相同，根据对称性知、两点的场强大小相等，由平行四边形定则知，点场强方向沿直线，点场强方向沿直线，即、两点的场强方向不同；故选ABD。5．AD【分析】电势是标量，电场强度是矢量，标量只要大小相等，标量就相等，而矢量，大小、方向均相同，矢量才相同．根据电场线的分布判断．【详解】a、b处于匀强电场中，场强相同，电势不同，沿着电场线电势逐渐降低，a点电势高于b点电势，即a、b两点电势不等，故A正确；a、b处于同一等势面上，电势相等，而电场强度方向不同，故电场强度不同，故B错误．处于静电平衡状态下的金属内部a，b两点，电场强度均为零，整个导体是等势体，电势相等，故C错误；根据电场线的分布情况可知a、b两点场强相同，a、b间的电场线从正电荷到负电荷，沿着电场线电势逐渐降低，故a、b两点电势不等，故D正确；故选AD．【点睛】对于典型的电场的电场线分布要掌握，抓住特点，有助于解答关于电场强度、电势高低判断的问题．6．D【详解】A．P点离正电荷较近，M点离负电荷较近，P点电势比M点的高，故A正确，不符合题意；B．M点等势面比P点等势面密集，则P点电场强度大小比M点的小，故B正确，不符合题意；C．根据平行四边形法则，M点电场强度方向沿z轴正方向，故C正确，不符合题意；D．按照电势的计算可知x轴上的电势等于零，所以带正电的粒子沿x轴正方向运动时，电场力不做功，电势能不变，故D错误，符合题意。故选D。7．A【详解】粒子的轨迹向右弯曲，所受的电场力向右；A．电场力向右，带电粒子从R向Q运动时做减速运动，带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小，A正确；B．电场力向右，带电粒子从P点向Q点运动时，电场力做负功，电势能增加，带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，B错误；C．带电粒子在运动过程中，只有动能和电势能之间发生转化，动能和电势能之和保持不变，C错误；D．带电粒子只受电场力作用，电场线越密，电场越强，粒子所受的电场力越大，加速度越大，所以带电粒子在R点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小，D错误。故选A。8．D【详解】试题分析：将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即，负电荷在低电势处电势能大，故；若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即，负电荷在低电势处电势能大，故；综上所述，D正确；【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动；本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧，从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系，进而判断出电场力做功情况．9．B【详解】A．由带正电的质点轨迹弯曲的方向可知，质点所受电场力方向向右下方，则电场线与等势面垂直，电场线方向向右下方，沿电场线方向电势逐渐降低，可知a的电势最高，A错误；B．正电荷在电势高的地方，电势能大，可知带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，B正确；C．若带电质点沿从P点到Q点方向运动，是从高电势到低电势，电场力做正功，由动能定理可知，质点的动能增加，因此通过P点时的动能较通过Q点时小，C错误；D．由等势面越密集的地方，电场线也越密集，因此可知P点的电场线比Q点的电场线密，则有质点在P点所受的电场力比Q点所受的电场力大，由牛顿第二定律可知，带电质点通过P点时的加速度较通过Q点时大，D错误。故选B。10．C【详解】A．由电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，带电粒子运动轨迹向低电势方向弯曲，即粒子受到向低电势方向的电场力，电场力方向与电场方向相同，可知带电粒子带正电，故A错误；B．等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大，则有带电粒子在A点受的电场力大于在B点受的电场力，因此带电粒子在A点的加速度大于B点的加速度，故B错误；C．带电粒子带正电，在高电势位置的电势能大，在低电势位置电势能小，因此带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能，故C正确；D．若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿低电势方向运动，不会在等势面d运动，故D错误。故选C。11．C【详解】A．电场线的疏密程度反映场强的大小，A处电场线较密集，场强更大，故A错误；B．沿电场线的方向电势降低，由题目图中可知，A点的电势低，故B错误；C．A点的电势低，根据正电荷在A点的电势能小，所以将一带正电的检验电荷从A移动到B电势能增加，故C正确；D．A点的电势低，负电荷在A点的电势能大，所以将一带负电的检验电荷从A移动到B电势能减小，故D错误。故选C。12．A【详解】根据题意，负电荷所受电场力方向从，则电场方向由，由图可知，加速度越来越小，则电场力越来越小，则电场强度越来越小。故选A。13．ABD【详解】A．根据电场线和等势线垂直，且从高电势处指向低电势处，则电场沿竖直向下方向，而粒子的轨迹向上弯曲，说明粒子所受的电场力竖直向上，所以粒子带负电，A正确；B．粒子所受的电场力是恒力，粒子的运动为匀变速曲线运动，所以轨迹为抛物线，B正确；C．粒子的电场力竖直向上，轨迹向上弯曲，则电场力对粒子做正功，电势能减小，动能增大，C错误；D．因为粒子的重力不计，粒子的动能和势能相互转化，由能量守恒定律可知，粒子的动能和电势能之和在运动过程中保持不变，D正确。故选ABD。14．C【详解】A．由沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，故A错误；B．由图可知，A点处的电场线比C点处的电场线密集，因此A点电场强度大于C点电场强度，故B错误；CD．烟尘颗粒受到的电场力方向位于轨迹的凹侧，由图可知烟尘颗粒带负电，从A到B的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，则烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能，烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能，