10.2电势差-2020-2021学年高一物理课时同步练（2019人教版必修第三册）（解析版）

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第三册 第十章 静电场中的能量
第2节 电势差
一、单选题
1．如图所示，虚线为某点电荷激发的电场中的三个等势面，等势面 a上的电场强度大小为 E，电势为
，等势面 c上的电场强度大小为 ，电势为 ，相邻两个等势面的间距相等。某质子只受电场力
作用，在电场运动的轨迹如图中实线所示，若该质子在等势面 c上的动能为 ，下列说法正确的是（
）
A．点电荷可能为负电荷
B．质子经过等势面 b的电势能为
C．质子经过等势面 b的加速度大小是经过 c加速度大小的 2倍
D．质子经过等势面 c的速度大小是经过等势面 a速度大小的 倍
【答案】D
【解析】A．从质子的运动轨迹可以看出两个电荷相互排斥，故点电荷带正电，故 A错误；
B．在点电荷形成的电场中，越靠近点电荷的电场强度越大，ab 之间的电场强度大于 bc 之间的电场强度，
ab 之间的电势差大于 bc 之间的电势差，所以 b处的电势小于 40V，质子经过等势面 b的电势能小于
40eV，故 B错误；
C．根据点电荷的电场强度的公式
结合等势面 a上的电场强度大小为 E，等势面 c上的电场强度大小为 ，可知 c到点电荷的距离为 a到点
电荷距离的 3倍；a与c之间的距离为 a到点电荷的距离的 2倍，相邻两个等势面的间距相等，所以 b到点
电荷的距离为 a到点电荷的距离为 2倍；所以 b处的电场强度为 a的电场强度的 ，即 b处电场强度的大
小为 ，b处电场强度的大小是 c处电场强度的 倍，根据加速度
可知质子在 b处的加速度大小是 c处加速度大小的 2.25 倍；故 C错误；
D．质子只受电场力，动能与电势能之和不变，质子在等势面 c上的动能为 80eV，电势能为 20eV，总能
量为 100eV；质子在 a处的电势能为 60eV，故动能为 40eV；质子在 a处的动能为 c处动能的一半，所以
质子经过等势面 c的速度大小是经过等势面 a速度大小的 倍，故 D正确；
故选 D。
2．真空中有一个带负电的点电荷，其周围电场中有两条等势线如图中虚线所示， 分别是等势线 I、Ⅱ
上的两点，下列有关场强和电势说法正确的是（　　）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】根据带负电的点电荷，其周围电场的分布可知，离负点电荷越近的电场强度越大，其电势越小，
所以 C正确；ABD 错误；
故选 C。
3．经典电磁场理论明确的给出了场中导体对静电场的影响，若把一个金属球壳置于匀强电场中，周围电
场线分布会出现如图所示，其中有 a
、
b
、
c
、
d四个位置
，
a
、
d两点对称分布在球壳两侧，b位于球壳上，
c位于球壳中心，则（　　）
A．四个位置电势高低排列为
B．四个位置场强大小排列为
C．小球表面的电场线与小球表面都垂直
D．感应电荷在小球内部 c处的场强方向向右
【答案】C
【解析】AB．处于静电平衡状态的导体是等势体，内部场强为零，所以
，
电场线越密的地方电场强度越大，所以
沿电场线的方向电势降低
故AB 错误；
C．根据静电平衡小球表面的电场线与小球表面都垂直，故 C正确；
D．感应电荷在小球内部 c处的场强方向向左，故 D错误。
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