高中物理第2章电势能与电势差第2节电势与等势面学业分层测评鲁科版1

电势与等势面

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．关于电场的性质，下列说法中正确的是( )

A．电场强度大的地方，电场线一定密，电势也一定高

B．电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高

C．电场强度为零的地方，电势一定为零

D．电势为零的地方，电场强度一定为零

【解析】由电场线的特点和场强与电势的关系可判断选项B正确．

【答案】 B

2．在静电场中，下列说法正确的是( )

A．电场强度为零的点，电势一定为零

B．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同

C．电势降低的方向，一定是电场强度的方向

D．匀强电场中的等势面是一簇彼此平行的平面

【解析】电势是一个相对量，某一点的电势值与零电势点的选取有关，场强为零，电势不一定为零，故A错；在匀强电场中，其等势面是一簇相互平行的平面，沿电场线方向电势降低，并降低得最快，故B、C均错，D正确．

【答案】 D

3．由如图2­2­8所示的电场线，可判定( )

【导学号：34660046】

图2­2­8

A．该电场一定是匀强电场

B．A点的电势一定低于B点的电势

C．负电荷在B点的电势能比A点的电势能大

D．负电荷在B点所受的电场力方向向右

【解析】只有一条电场线，无法判断电场的疏密(即场强大小)，故A错；顺着电场线，电势降低，B错；负电荷受电场力方向向左，从A→B，电场力做负功，电势能增大，所以C 对，D错．

【答案】 C

4．如图2­2­9所示的情况中，a、b两点电势相等，电场强度矢量也相等的是( )

甲乙丙丁

图2­2­9

A．甲图中带等量异种电荷的平行金属板之间的两点

B．乙图中离点电荷等距的任意两点

C．丙图中两等量同种电荷其连线的中垂线上离垂足等距的任意两点

D．丁图中两等量异种电荷其连线的中垂线上离垂足等距的任意两点

【解析】匀强电场的等势面是一系列的平行平面，甲图中a、b两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相等；乙图中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强矢量大小相等，方向不同；丙图中a、b两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上场强矢量的方向是平行于中垂线的，而且都向外侧，故两点的场强矢量的方向不同；在丁图中，a、b两点的电势相等，场强矢量的方向是平行于两点电荷连线的，而且方向相同，D项正确.

【答案】 D

5．关于避雷针的下列说法中正确的是( )

A．制作避雷针要选用绝缘性能好的材料

B．避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地

C．为了美观通常把避雷针顶端设计成球形

D．避雷针安装在高大建筑物的顶端，而不必接地

【解析】带电云层靠近建筑物时，会在建筑物上感应出异种电荷，在云层与建筑物之间形成电场．当电荷积累到一定程度时，会发生强烈放电现象，可能发生雷击．如果建筑物安装了避雷针，云层中积聚的电荷会通过避雷针导入大地，逐渐中和云层的电荷，保护建筑物，使其免遭雷击．避雷针应选用导体材料，所以选B.

【答案】 B

6．某静电场的电场线分布如图2­2­10所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q，电势分别为U P和U Q，则( )

【导学号：34660047】

图2­2­10

A．E P>E Q，U P>U Q

B ．E P >E Q ，U P

C ．E P U Q

D ．

E P

【解析】 由于P 点电场线比Q 点密，故E P ＞E Q ，电场线方向由P 指向Q ，沿电场线方向电势越来越低，故U P ＞U Q ，故A 正确，B 、C 、D 错误．

【答案】 A

7．(多选)如图2­2­11所示，某区域电场线左右对称分布，M 、N 为对称线上的两点．下列说法正确的是( )

图2­2­11

A ．M 点电势一定高于N 点电势

B ．M 点场强一定大于N 点场强

C ．正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能

D ．将电子从M 点移动到N 点，电场力做正功

【解析】 沿电场线方向，电势降低，所以M 点电势一定高于N 点电势，A 正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由图可知，M 点场强一定小于N 点场强，B 错误；正电荷q 在M 点的电势能E p M ＝qφM ，在N 点的电势能E p N ＝qφN ，由于φM >φN ，所以E p M >E p N ，C 正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM 指向M ，故从M 移动到N ，电场力做负功，D 错误．

【答案】 AC

8．如果把q ＝1.0×10－8

C 的电荷从无穷远处移至电场中的A 点，需要克服电场力做功W ＝1.2×10－4 J ，选取无穷远处为零势能点，那么：

(1)A 点的电势及q 在A 点的电势能各是多少？

(2)q 未移入电场前A 点的电势是多少？

【解析】 (1)根据电势能的规定可知q 在A 点的电势能E p A ＝W ＝1.2×10－4

J

正电荷在A 点的电势φA ＞0 φA ＝E p A q ＝1.2×10－4 J 1.0×10－8 C

＝1.2×104 V. (2)A 点的电势由电场本身决定，跟A 点是否有电荷无关，所以q 未移入电场前，A 点的电势也为1.2×104

V.

【答案】 (1)1.2×104 V 1.2×10－4 J (2)1.2×104 V

[能力提升]

9．一正电荷仅在电场力作用下，从A 点运动到B 点，速度大小随时间变化的图象如图