电势电势差电势能等势面.docx

电势电势差电势能等势面.docx

《电势电势差电势能等势面.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电势电势差电势能等势面.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电势电势差电势能等势面

电势电势差电势能等势面（A卷）

考测点导航

1．电势差：

⑴电荷在电场中两点移动时，电场力所做的功与电荷的电量的比值，叫做这两点间的电势差。

UAB=WAB/q是标量，与零电势点的选取无关。

⑵匀强电场中场强和电势差的关系：

U=EdAB（dAB为A、B间的距离在场强方向上的投影）

2．电势：

电场中某点的电势，等于该点与零电势点间的电势差。

在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功。

电势具有相对性，与零电势点的选取有关。

单位伏特（V）1V=1J/C

3．电势能：

⑴电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能叫做电势能。

与零电势点的选取有关。

⑵注意：

①电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。

电势能的改变量等于电场力所做的功。

②电场力做功的特点及计算：

电场力做功只与始末的位置有关，与路径无关。

W=qUAB适用于一切电场。

或W=FScosα（适用匀强电场）

4．等势面

（1）概念：

电场中电势相等的点构成的面。

（2）特点：

①在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。

②电场线与等势面垂直，由电势高的等势面指向电势低的等势面。

③任意两个等势面不相交。

典型例题：

1．关于电场中场强和电势的关系，下列说法哪些是正确的（）

A．场强相同处，电势也一定相同；电势相同处，场强也一定相同

B．场强相同处，电势不一定相同；电势相同处，场强也不一定相同

C．电场中场强为零的区域电势处处相同

D．电场中电势相同的位置，场强一定为零

（该题考查了场强，电势的基本概念）

2．如图31-A-1所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）

A．带电粒子所带电荷的电性

B．带电粒子在a、b两点的受力方向

C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大

D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大

（该题以轨迹作为突破口，可以知道带电粒子必与源电荷为异种电荷）

3．如图31-A-2所示，是某电场中的一条直电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关电场情况的判断正确的是（）

A．该电场一定是匀强电场

B．场强Ea一定小于Eb

C．电子具有的电势能εa一定大于εb

D．电势φa一定低于φb

（该题考查了电场力做正功，负功的判断，电场力做功和电势能的变化关系）

4．有一个带电量q＝－3×10-6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做6×10-4J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9×10-4J的功，求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高。

（该题考查了电场力做功正，负的判断）

训练题：

一、选择题

1．在静电场中（）

A．场强处处为零的区域内，电势也一定处处为零

B．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同

C．电场强度方向总是跟等势面垂直

D．沿着电场强度方向，电势总是不断降低

2．下列关于电势高低的判断，哪些是正确的（）

A．正电荷从A移到B时，其电势能增加，A点电势一定较低

B．正电荷只在电场力作用下从A移到B，A点电势一定较高

C．负电荷从A移到B时，外力作正功，A点电势一定较高

D．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点电势一定较低

3．关于等势面的说法，下列哪些说法是正确的（）

A．等势面和电场线处处垂直

B．同一等势面上的点场强大小必定处处相等

C．电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向

D．电荷从电场中一点移到另一点，电场力不做功，电荷必在同一等势面上移动

4．如图31-A-3所示，A、B两点放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB，将一正电荷从C点沿直线移到D点，则（）

A．电场力一直做正功

B．电场力先做正功再做负功

C．电场力一直做负功

D．电场力先做负功再做正功

5．某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图31-A-4所示，可以判定（）

A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度

B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能

C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能

D．电场中A点的电势低于B点的电势

7．如图31-A-6（Ⅰ）所示，AB是电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中速度时间图线如图31-A-6（Ⅱ）所示，则下列判断正确的是（）

A．

A＞

B，EA＞EBB．

A＞

B，EA＜EB

C．

A＜

B，EA＞EBD．

A＜

B，EA＜EB

二．填空题

8．如图31-A-7所示，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1=；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2=；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3=。

由此可知，电荷在电场中的移动时，电场力做功的特点是。

9．如图31-A-8所示，实线为匀强电场中的电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等。

一正电荷在等势面A处的动能为20J，运动到等势面C处的动能为零。

现取B等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为2J时的动能是J。

（不计重力和空气阻力）

三．计算题

10．一个带电质点电量为3×10-8C，逆着电场方向从A点移到B处，外力做功6×10-5J，在此过程中质点的动能增加了4.5×10-5J，问：

A与B两点间的电势差的大小为多少？

11．如图31-A-9所示，A，B，C是匀强电场中的三点，它们的电势分别为

A=－5V，

B=9V，

C=2V。

（1）现将q电荷=3×10-8C由B移到C，问电场力做多少功？

（2）试在图中画出过A、B、C点的三条等势线，并指明该匀强电场的方向。

12．如图31-A-10所示，光滑绝缘竖直细杆与以正点电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点，一质量m，带电量一q的空心小球从杆上A点无初速下落，设AB=BC=h，小球滑到B点的速度为

，试求：

①小球滑到C点的速度

②A、C两点的电势差

第31课时电势差电势电势能等势面（B卷）

易错现象

1．不注意区别电势差，电势，场强等基本概念。

2．电场力做功的特点，电场力做功和电势能的变化关系。

纠错训练

1．下列关于电场的描述，正确的是（）

A．电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关

B．电场中某两点间的电势差，与零电势点的选取有关

C．同一点电荷在电场中的不同点，电荷在哪一点的电势能较大；那一点的电势就较高

D．同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要电场力做的功相同，则两点间的电势差一定相同

2．一个点电荷从某种电场中的一点移到另一点，电场力做功为零，则（）

A．这两点的场强一定大小相等

B．这两点的电势一定大小相等

C．电荷一定未离开某一等势面

D．电荷受电场力方向肯定和电荷的位移方向垂直

3．下面关于电势的说法错误的是（）

A．电势是描述电场能的性质的物理量

B．电场中某点的电势只有在选定零势点后才能确定，但电场中任两点的电势差是一定的

C．根据U=ε/q，没有电荷的点就没有电势

D．电势有方向性，其方向与场强垂直

检测提高

一、选择题

1．下列关于匀强电场强度和电势差的关系叙述正确的是（）

A．在相同的距离的两点上，电势差大的其场强也必定大

B．任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积

C．沿着电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等

D．电势减小的方向必定是场强的方向

2．如图31-B-1所示，A、B、C是某电场中同一条电场线上的三点。

已知

=

。

下列判断正确的是（）

A．φA＞φB＞φC

B．φA－φB=φB－φC

C．EA＞EB＞EC

D．EA=EB=EC

3．如图31-B-2甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若在A点放置一初速度为零的电子，电子仅在电场力的作用下，沿AB由A运动到B过程中的速度图象如图31-B-2乙所示，列关于两点的电势φ和电场强度E的判断中，正确的是（）

A．EA＞EBB．EA＜EB

C．φA＞φBD．φA＜φB

4．如图31-B-3所示，电场中一条竖直电场线上有C、D两点，将某带电微粒从C点由静止释放，微粒沿电场线下落，到达D点时速度为零。

下列说法中正确的是（）

A．由C到D点，电场强度是逐渐减小的

B．由C到D点，电场强度是逐渐增大的

C．C点电势可能比D点电势高，也可能比D点低

D．微粒从C点运动到D的过程中，先是电势能的增加量小于重力势能的减小量，然后是重力势能的减小量小于电势能的增加量

5．如图31-B-4所示，一带负电q的油滴，从A点以速度v0与水平方向成θ角射入沿水平方向的匀强电场中，如测得油滴在电场中达到最高点B时，它的速度大小恰为v0，则B点的位置（）

A．在A点的正上方

B．在A点的左上方

C．在A点的右上方

D．无法判断

6．一个带电小球在从空中a点运动到b点的过程中，重力做3J，电场力做功1J，克服空气阻力做功0.5J，则小球（）

A．在a点的重力势能比在b点多3J

B．在a点的动能比在b点少3.5J

C．在a点的电势能比在b点少1J

D．在a点的机械能比在b点少0.5J

7．如图31-B-5所示，在等量异号或等量同号点电荷的电场中，分别距两个点电荷连线中点O等距的a、b两点，将同一负电荷分别放在a点和b点，其中在两点受到的电场力和具有的电势能相同的是（）

8．如图31-B-6所示，虚线a、b、c代表是静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φa、φc，且φa＞φa＞φc。

一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（）

A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功

B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功

C．粒子从K到L的过程中，电势能增加

D．粒子从L到M的过程中，动能减少

9．如图31-B-7所示，水平放置的固定圆盘A，带电量为Q，电势为零。

从盘心O处释放一质量为m、带电+q的小球，由于电场力作用，小球可上升到竖直高度为H的C点，而且知道过B点时，速度最大，由此可求出Q形成的电场中（）

A．B点场强B．C点场强

C．B点电势D．C点电势

10．如图31-B-8所示，平行实线代表电场线，方向未知，带电量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用。

该电荷由A点移到B点，动能损失了0.1J，若A点电势为-10V，则（）

A．B点的电势为零

B．电场线方向向左

C．电荷运动的轨迹可能是图中曲线①

D．电荷运动的轨迹可能是图中曲线②

二、填空题

11．如图31-B-9所示，虚线表示某一匀强区域内的若干个等势面。

质子、氘核、a粒子以相同的初速度沿与等势面平行方向由A点进入电场。

在从上端进入电场到下端离开电场的过程中，质子、氘核、a粒子的动量改变之比为，电势能改变量之比为。

12．如图31-B-10所示，一个匀强电场中有M、N、P三点，它们的连线组成一个直角三角形，MN=4厘米，MP=5厘米，当把电量是－2×10-9库的点电荷从M点移至N点时，电场力做功为8×10-9焦耳，而从M移到P时，电场力做功为8×10-9焦耳，此时电场的方向为，电场强度大小为。

13．在匀强电场中的同一条电场线上相距10厘米的a、b两点，在8×10-3牛外力作用下把4×10-6库的负电荷匀速从a移到b，则a、b两点的电势差为伏，电力线方向从指向，以a为电势能零点，该负电荷在b处的电势能为，该匀强电场的电场强度为。

14．如图31-B-11所示，某带电粒子仅在电场力作用下，由A点运动到B点，电场线及粒子在A、B两点的速度方向则粒子带（正、负）电，粒子在（A、B）点加速度较大，粒子在（A、B）点电势能较大，在（A、B）点动能较大。

三、计算题

15．如图31-B-12所示，在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放.已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ。

求小球经过最低点时细线对小球的拉力.

16．如图31-B-13所示，一电场中的等势面是一簇互相平行的平面，间隔均为d，各等势面的电势如图所示，现有一质量为m的带电微粒，以速度v0射入电场，v0的方向与水平方向成45°斜向上，要使质点做直线运动，则

（1）微粒带何种电荷？

电量是多少？

（2）在入射方向的最大位移是多少？